基于地域气候差异的非透光围护结构隔热机理和设计方法研究
发布时间：2022-02-18 21:36
中国地域广阔,受季风影响夏季气温偏高,建筑防热一直是建筑热工学研究的主要内容之一。夏季室内外温差小,太阳辐射作用在室外热作用中的占比高。既有的围护结构隔热研究多关注于透光围护结构的遮阳技术措施。然而在交替变化的室内外空气温度和间歇性的太阳辐射作用下,通过具有一定蓄热能力的非透光围护结构的传热对室内造成的影响比较复杂,非透光围护结构隔热效果不佳是影响夏季建筑室内热环境的重要原因之一。由于温度和辐射的作用机理和隔绝方法存在显著差异,开展基于地域气候差异的隔热设计研究是提升建筑隔热性能的基础性工作。其中,满足非透光围护结构传热分析所需的室外计算参数,不同气候作用和材料、构造对围护结构热反应特性的影响,以及设计中面临的辐射控制判定、设计目标确定和构造设计等,都是非透光围护结构隔热设计中亟待解决的问题。本研究从不同地区的隔热设计需求和研究所需的逐时室外温度、辐射参数入手。依据国家气象局30年的观测数据,通过对室外温度变化趋势的分析,及其对城镇热工设计区属影响的分析,采用度日数在既有建筑热工一级区划的基础上进行细分,明确了城镇隔热设计变化和细化需求。针对气象观测缺少垂直面太阳辐射的现状,采用自建辐...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：172 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
主要符号表
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 中国的建筑隔热需求强烈
1.1.2 非透光围护结构隔热设计的必要性
1.1.3 非透光围护结构隔热设计研究的意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 隔热设计方法与指标
1.2.2 传热计算方法
1.2.3 隔热构造与设计
1.2.4 围护结构的设计标准
1.3 存在的问题
1.4 研究目标与主要内容
2 隔热设计需求和室外气象参数研究
2.1 气候变化下的建筑隔热设计需求分析
2.1.1 影响热工设计的气候变化分析
2.1.2 气候变化对建筑热工设计区划的影响
2.1.3 以度日数为指标的热工设计二级区划
2.2 基于Kt和φ的垂直面散射辐射计算模型研究
2.2.1 太阳辐射参数的计算概述
2.2.2 用于垂直面散射辐射模型研究的数据观测与采集
2.2.3 散射辐射在半球天空的分布特征分析
2.2.4 垂直面散射辐射的影响因素分析
2.2.5 垂直面散射辐射计算方法研究
2.3 隔热设计用室外气象参数的生成及数据
2.3.1 气象参数需求与典型日的选择方法
2.3.2 温度和辐射参数的统计计算方法
2.3.3 典型日逐时室外计算参数数据的生成
2.4 小结
3 夏季非透光围护结构的隔热机理分析
3.1 气候作用的围护结构热反应特性研究
3.1.1 温度和辐射作用的特点
3.1.2 夏季温度和辐射的相关关系分析
3.1.3 气候作用下围护结构热反应的差异性分析
3.2 材料对非透光围护结构热反应的影响
3.2.1 计算分析的方法、工具和参数
3.2.2 材料厚度的影响分析
3.2.3 热惰性指标的影响分析
3.2.4 热阻的影响分析
3.2.5 不同材料的热反应特性分析
3.2.6 本节小结
3.3 构造对非透光围护结构热反应的影响
3.3.1 高热阻层厚度的影响分析
3.3.2 高热阻层材料的影响分析
3.3.3 结构层厚度的影响分析
3.3.4 结构层材料的影响分析
3.3.5 本节小结
3.4 小结
4 不同气候作用下的辐射判定与隔热设计目标研究
4.1 辐射控制的必要性判定研究
4.1.1 室外辐射强度的评价指标研究
4.1.2 辐射控制的定量化判定分析
4.2 不同气候条件下逐时隔热设计目标的确定
4.2.1 运行模式的划分指标研究
4.2.2 不同气候作用下的室内运行模式分析
4.2.3 基于人体热感觉的逐时隔热设计目标和要求分析
4.3 不同运行模式和气候作用的隔热设计要点分析
4.3.1 自然通风模式
4.3.2 间歇空调模式
4.3.3 全空调模式
4.4 典型城镇的非透光围护结构隔热构造分析
4.4.1 外墙、屋面的隔热构造分析
4.4.2 隔热构造的实测验证
4.4.3 对隔热设计结果的分析
4.5 小结
5 结论及建议
5.1 研究结论
5.2 创新点
5.3 下一步研究建议
参考文献
在读期间的研究成果
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Comparison of methodologies for generation of future weather data for building thermal energy simulation[J]. Jo?ao Bravo Dias,Guilherme Carrilho da Gra?a,Pedro M.M.Soares. 建筑节能. 2020(01)
[2]《气候变化与建筑节能》[J]. 李明财. 气象. 2019(10)
[3]空调间歇运行模式下外墙内外保温的能耗特性对比[J]. 程飞,张旭,苏醒. 同济大学学报(自然科学版). 2019(02)
[4]气候变化下的建筑能耗预测[J]. 许馨尹,李红莲,杨柳,于军琪. 太阳能学报. 2018(05)
[5]种植屋面热工参数[J]. 唐鸣放,冉建东,杨真静,郑澍奎,王东. 暖通空调. 2017(12)
[6]夏热冬暖地区居住建筑应对气候变化节能适应性[J]. 宋鑫焱,叶灿滔,马伟斌. 新能源进展. 2016(05)
[7]低碳建筑设计模式研究——英国皇家建筑师协会气候变化应对策略[J]. 朱文莉,王晓军,赵强. 工业建筑. 2016(08)
[8]气候变化对中国寒冷和夏热冬暖城市建筑能耗的影响[J]. 许馨尹,于军琪,李红莲,杨柳. 土木建筑与环境工程. 2016(04)
[9]气候变化对江苏省采暖和降温耗能的影响[J]. 孙佳丽,陈兵,谢志清,苗茜,王瑞. 气象科学. 2016(02)
[10]倾斜面太阳辐照度实用计算模型的研究[J]. 吴贞龙,徐政,胡晓燕,邱宗旭. 太阳能学报. 2016(03)
博士论文
[1]墙体非稳态传热计算方法适应性及地下结构传热特性分析与研究[D]. 李向前.湖南大学 2011
硕士论文
[1]气候变化下的建筑气候分区研究[D]. 吕凯琳.西安建筑科技大学 2018
[2]夏热冬冷地区建筑外墙动态传热特性研究[D]. 史丽莎.重庆大学 2017
[3]气候变化对我国不同建筑气候区建筑节能气象参数及能耗的影响[D]. 曹晓岑.兰州大学 2016
[4]夏热冬冷地区居住建筑外墙内外组合保温效果分析[D]. 牟林森.浙江大学 2016
[5]夏热冬冷地区居住建筑外墙保温形式适宜性研究[D]. 高珂.安徽建筑大学 2015
[6]夏热冬冷地区内外综合保温体系节能效果分析[D]. 何莉莎.浙江大学 2015
[7]夏热冬冷地区间歇性用能状态下墙体保温节能对比研究[D]. 周斌.浙江大学 2015
[8]夏热冬冷地区自然室温环境下住宅墙体热工性能研究[D]. 周业培.重庆大学 2012
[9]中国夏季高温变化特征及其影响过程研究[D]. 张玛.南京信息工程大学 2011
[10]周期性双波动作用下围护结构热过程研究[D]. 王丽娟.西安建筑科技大学 2010
本文编号：3631593
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：172 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
主要符号表
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 中国的建筑隔热需求强烈
1.1.2 非透光围护结构隔热设计的必要性
1.1.3 非透光围护结构隔热设计研究的意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 隔热设计方法与指标
1.2.2 传热计算方法
1.2.3 隔热构造与设计
1.2.4 围护结构的设计标准
1.3 存在的问题
1.4 研究目标与主要内容
2 隔热设计需求和室外气象参数研究
2.1 气候变化下的建筑隔热设计需求分析
2.1.1 影响热工设计的气候变化分析
2.1.2 气候变化对建筑热工设计区划的影响
2.1.3 以度日数为指标的热工设计二级区划
2.2 基于Kt和φ的垂直面散射辐射计算模型研究
2.2.1 太阳辐射参数的计算概述
2.2.2 用于垂直面散射辐射模型研究的数据观测与采集
2.2.3 散射辐射在半球天空的分布特征分析
2.2.4 垂直面散射辐射的影响因素分析
2.2.5 垂直面散射辐射计算方法研究
2.3 隔热设计用室外气象参数的生成及数据
2.3.1 气象参数需求与典型日的选择方法
2.3.2 温度和辐射参数的统计计算方法
2.3.3 典型日逐时室外计算参数数据的生成
2.4 小结
3 夏季非透光围护结构的隔热机理分析
3.1 气候作用的围护结构热反应特性研究
3.1.1 温度和辐射作用的特点
3.1.2 夏季温度和辐射的相关关系分析
3.1.3 气候作用下围护结构热反应的差异性分析
3.2 材料对非透光围护结构热反应的影响
3.2.1 计算分析的方法、工具和参数
3.2.2 材料厚度的影响分析
3.2.3 热惰性指标的影响分析
3.2.4 热阻的影响分析
3.2.5 不同材料的热反应特性分析
3.2.6 本节小结
3.3 构造对非透光围护结构热反应的影响
3.3.1 高热阻层厚度的影响分析
3.3.2 高热阻层材料的影响分析
3.3.3 结构层厚度的影响分析
3.3.4 结构层材料的影响分析
3.3.5 本节小结
3.4 小结
4 不同气候作用下的辐射判定与隔热设计目标研究
4.1 辐射控制的必要性判定研究
4.1.1 室外辐射强度的评价指标研究
4.1.2 辐射控制的定量化判定分析
4.2 不同气候条件下逐时隔热设计目标的确定
4.2.1 运行模式的划分指标研究
4.2.2 不同气候作用下的室内运行模式分析
4.2.3 基于人体热感觉的逐时隔热设计目标和要求分析
4.3 不同运行模式和气候作用的隔热设计要点分析
4.3.1 自然通风模式
4.3.2 间歇空调模式
4.3.3 全空调模式
4.4 典型城镇的非透光围护结构隔热构造分析
4.4.1 外墙、屋面的隔热构造分析
4.4.2 隔热构造的实测验证
4.4.3 对隔热设计结果的分析
4.5 小结
5 结论及建议
5.1 研究结论
5.2 创新点
5.3 下一步研究建议
参考文献
在读期间的研究成果
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Comparison of methodologies for generation of future weather data for building thermal energy simulation[J]. Jo?ao Bravo Dias,Guilherme Carrilho da Gra?a,Pedro M.M.Soares. 建筑节能. 2020(01)
[2]《气候变化与建筑节能》[J]. 李明财. 气象. 2019(10)
[3]空调间歇运行模式下外墙内外保温的能耗特性对比[J]. 程飞,张旭,苏醒. 同济大学学报(自然科学版). 2019(02)
[4]气候变化下的建筑能耗预测[J]. 许馨尹,李红莲,杨柳,于军琪. 太阳能学报. 2018(05)
[5]种植屋面热工参数[J]. 唐鸣放,冉建东,杨真静,郑澍奎,王东. 暖通空调. 2017(12)
[6]夏热冬暖地区居住建筑应对气候变化节能适应性[J]. 宋鑫焱,叶灿滔,马伟斌. 新能源进展. 2016(05)
[7]低碳建筑设计模式研究——英国皇家建筑师协会气候变化应对策略[J]. 朱文莉,王晓军,赵强. 工业建筑. 2016(08)
[8]气候变化对中国寒冷和夏热冬暖城市建筑能耗的影响[J]. 许馨尹,于军琪,李红莲,杨柳. 土木建筑与环境工程. 2016(04)
[9]气候变化对江苏省采暖和降温耗能的影响[J]. 孙佳丽,陈兵,谢志清,苗茜,王瑞. 气象科学. 2016(02)
[10]倾斜面太阳辐照度实用计算模型的研究[J]. 吴贞龙,徐政,胡晓燕,邱宗旭. 太阳能学报. 2016(03)
博士论文
[1]墙体非稳态传热计算方法适应性及地下结构传热特性分析与研究[D]. 李向前.湖南大学 2011
硕士论文
[1]气候变化下的建筑气候分区研究[D]. 吕凯琳.西安建筑科技大学 2018
[2]夏热冬冷地区建筑外墙动态传热特性研究[D]. 史丽莎.重庆大学 2017
[3]气候变化对我国不同建筑气候区建筑节能气象参数及能耗的影响[D]. 曹晓岑.兰州大学 2016
[4]夏热冬冷地区居住建筑外墙内外组合保温效果分析[D]. 牟林森.浙江大学 2016
[5]夏热冬冷地区居住建筑外墙保温形式适宜性研究[D]. 高珂.安徽建筑大学 2015
[6]夏热冬冷地区内外综合保温体系节能效果分析[D]. 何莉莎.浙江大学 2015
[7]夏热冬冷地区间歇性用能状态下墙体保温节能对比研究[D]. 周斌.浙江大学 2015
[8]夏热冬冷地区自然室温环境下住宅墙体热工性能研究[D]. 周业培.重庆大学 2012
[9]中国夏季高温变化特征及其影响过程研究[D]. 张玛.南京信息工程大学 2011
[10]周期性双波动作用下围护结构热过程研究[D]. 王丽娟.西安建筑科技大学 2010
本文编号：3631593
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/3631593.html
