兰州市特朗勃墙墙体结构及冬季室内热环境分析
发布时间：2022-10-21 09:23
随着社会的发展和城镇化率的提高,我国建筑能耗逐年增长,其中北方地区的供暖能耗占比较大,以致环境污染问题日趋严重,由此,国家大力提倡建筑节能环保,积极推广绿色建筑的应用,而充分利用太阳能有效降低建筑供暖能耗正成为主要方向之一。以特朗勃墙作为外围护结构的建筑可有效利用太阳能供暖,但其数值研究和成果多基于简化模型,很少对房屋实体建模,并进行三维非稳态数值模拟分析,尤其兰州地区。鉴于以上分析,本文根据课题组前期青藏线不冻泉站太阳能房屋及其研究成果,首先对其特朗勃墙建筑一房间整体进行三维物理建模,通过FULENT软件中UDF自定义设置逐时变化的边界条件,对数值模型和方法的合理性进行验证;其次,根据兰州气象条件,对特朗勃墙体结构、集热性能及其室内热环境进行了数值计算和分析,包括墙体厚度、空气通道宽度以及窗墙比面积;随后,实验室搭建特朗勃墙性能测试系统,分别对空气通道宽度、集热层、窗墙比面积条件下的特朗勃墙集热性能进行了测试和分析;最后,基于本文研究结果和兰州地区太阳辐射条件,对特朗勃墙太阳能房屋的节能效益进行了计算。通过本文研究,可以得出以下结论:1)本文建模并划分网格采用的ICEM软件,便于对网...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 太阳房的分类
1.2.1 主动式太阳房
1.2.2 被动式太阳房
1.3 国内外的研究动态
1.3.1 国外的研究进展
1.3.2 国内的研究进展
1.4 研究内容
2 特朗勃墙系统模型与验证
2.1 数值模型
2.1.1 物理模型
2.1.2 材料属性
2.1.3 数学模型
2.2 模型网格划分与边界条件
2.2.1 网格划分软件
2.2.2 网格划分
2.2.3 网格独立性考核
2.2.4 边界条件
2.3 数值方法
2.3.1 数值方法
2.3.2 数值方法有效性验证
2.4 本章小结
3 模拟结果与分析
3.1 模拟工况
3.1.1 边界条件及工况
3.1.2 坐标轴的选取
3.2 模拟结果与分析
3.2.1 墙体厚度的影响
3.2.2 空气通道宽度的影响
3.2.3 窗墙比的影响
3.3 本章小结
4 兰州地区特朗勃墙性能的实验研究
4.1 地理和气候概况
4.2 测试原理
4.3 实验台搭建和实验仪器
4.3.1 实验设计原理
4.3.2 实验仪器与设备
4.4 测试方法
4.4.1 热电偶标定
4.4.2 测点布置
4.4.3 测试方法
4.5 测试结果及分析
4.5.1 空气通道宽度及其影响
4.5.2 集热涂层及其影响
4.5.3 窗墙比及其性能影响
4.5.4 空气通道内空气流速与温度的逐时变化
4.6 本章小结
5 兰州地区特朗勃墙系统节能分析
5.1 兰州市典型年的太阳辐射统计及分析
5.2 兰州地区特朗勃墙节能效益
5.3 本章小结
6 结论与展望
主要结论
工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]集热墙式附加阳光间的冬季对流供热特性研究[J]. 王天鹏,刘妍妍,颜鲁祥,王建华. 中国建材科技. 2018(06)
[2]集热蓄热墙式被动太阳能建筑的硏究现状[J]. 孙丹,王立久. 太阳能. 2016(02)
[3]新疆严寒地区被动式太阳房冬季供暖试验研究[J]. 马云鹤,姜曙光,滕玉明,程博. 建筑科学. 2014(08)
[4]太阳墙冬季供热特性[J]. 段双平,敬成君,雷肖苗. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2014(07)
[5]基于BP神经网络的太阳辐射预测——以兰州市为例[J]. 王卫东,李净,张福存,张国飞. 干旱区资源与环境. 2014(02)
[6]青藏高原地区Trombe墙式太阳房供暖性能测试分析[J]. 王登甲,刘艳峰,刘加平,王斌,陈慧玲. 太阳能学报. 2013(10)
[7]中国二氧化碳排放影响因素分析[J]. 张华,薛皎. 广播电视大学学报(哲学社会科学版). 2011(04)
[8]青藏高原地区被动式太阳房的试验研究[J]. 刘娟. 太阳能. 2011(19)
[9]绿色能源在建筑中应用的探讨研究[J]. 徐艳. 北方经济. 2011(06)
[10]屋顶集热式太阳房供暖系统研究[J]. 苏文佳,左然,李平,张志强. 节能技术. 2009(03)
硕士论文
[1]青海省主被动结合式太阳能暖房热性能研究[D]. 杨诗薇.北方工业大学 2017
[2]昆明地区一种太阳房冬季室内热环境模拟分析[D]. 王辉.云南师范大学 2017
[3]相变Trombe墙式太阳能建筑供暖性能研究[D]. 赵志强.西南科技大学 2017
[4]中国化石能源消费、碳排放与经济增长关系研究[D]. 牛庆静.山东大学 2014
[5]集热蓄热墙传热过程及优化设计研究[D]. 王斌.西安建筑科技大学 2012
[6]太阳能相变蓄热集热墙系统热特性分析[D]. 吴彦廷.华北电力大学（北京） 2009
[7]基于数据挖掘的城区空气质量影响因素分析及实证研究[D]. 武鹏程.中国地质大学 2008
本文编号：3695369
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 太阳房的分类
1.2.1 主动式太阳房
1.2.2 被动式太阳房
1.3 国内外的研究动态
1.3.1 国外的研究进展
1.3.2 国内的研究进展
1.4 研究内容
2 特朗勃墙系统模型与验证
2.1 数值模型
2.1.1 物理模型
2.1.2 材料属性
2.1.3 数学模型
2.2 模型网格划分与边界条件
2.2.1 网格划分软件
2.2.2 网格划分
2.2.3 网格独立性考核
2.2.4 边界条件
2.3 数值方法
2.3.1 数值方法
2.3.2 数值方法有效性验证
2.4 本章小结
3 模拟结果与分析
3.1 模拟工况
3.1.1 边界条件及工况
3.1.2 坐标轴的选取
3.2 模拟结果与分析
3.2.1 墙体厚度的影响
3.2.2 空气通道宽度的影响
3.2.3 窗墙比的影响
3.3 本章小结
4 兰州地区特朗勃墙性能的实验研究
4.1 地理和气候概况
4.2 测试原理
4.3 实验台搭建和实验仪器
4.3.1 实验设计原理
4.3.2 实验仪器与设备
4.4 测试方法
4.4.1 热电偶标定
4.4.2 测点布置
4.4.3 测试方法
4.5 测试结果及分析
4.5.1 空气通道宽度及其影响
4.5.2 集热涂层及其影响
4.5.3 窗墙比及其性能影响
4.5.4 空气通道内空气流速与温度的逐时变化
4.6 本章小结
5 兰州地区特朗勃墙系统节能分析
5.1 兰州市典型年的太阳辐射统计及分析
5.2 兰州地区特朗勃墙节能效益
5.3 本章小结
6 结论与展望
主要结论
工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]集热墙式附加阳光间的冬季对流供热特性研究[J]. 王天鹏,刘妍妍,颜鲁祥,王建华. 中国建材科技. 2018(06)
[2]集热蓄热墙式被动太阳能建筑的硏究现状[J]. 孙丹,王立久. 太阳能. 2016(02)
[3]新疆严寒地区被动式太阳房冬季供暖试验研究[J]. 马云鹤,姜曙光,滕玉明,程博. 建筑科学. 2014(08)
[4]太阳墙冬季供热特性[J]. 段双平,敬成君,雷肖苗. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2014(07)
[5]基于BP神经网络的太阳辐射预测——以兰州市为例[J]. 王卫东,李净,张福存,张国飞. 干旱区资源与环境. 2014(02)
[6]青藏高原地区Trombe墙式太阳房供暖性能测试分析[J]. 王登甲,刘艳峰,刘加平,王斌,陈慧玲. 太阳能学报. 2013(10)
[7]中国二氧化碳排放影响因素分析[J]. 张华,薛皎. 广播电视大学学报(哲学社会科学版). 2011(04)
[8]青藏高原地区被动式太阳房的试验研究[J]. 刘娟. 太阳能. 2011(19)
[9]绿色能源在建筑中应用的探讨研究[J]. 徐艳. 北方经济. 2011(06)
[10]屋顶集热式太阳房供暖系统研究[J]. 苏文佳,左然,李平,张志强. 节能技术. 2009(03)
硕士论文
[1]青海省主被动结合式太阳能暖房热性能研究[D]. 杨诗薇.北方工业大学 2017
[2]昆明地区一种太阳房冬季室内热环境模拟分析[D]. 王辉.云南师范大学 2017
[3]相变Trombe墙式太阳能建筑供暖性能研究[D]. 赵志强.西南科技大学 2017
[4]中国化石能源消费、碳排放与经济增长关系研究[D]. 牛庆静.山东大学 2014
[5]集热蓄热墙传热过程及优化设计研究[D]. 王斌.西安建筑科技大学 2012
[6]太阳能相变蓄热集热墙系统热特性分析[D]. 吴彦廷.华北电力大学（北京） 2009
[7]基于数据挖掘的城区空气质量影响因素分析及实证研究[D]. 武鹏程.中国地质大学 2008
本文编号：3695369
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