动态热扰影响下秦巴山地建筑围护结构传热研究

发布时间：2020-04-13 18:23

【摘要】：提高和改善村镇建筑的室内热环境,节约建筑能源,是实现建筑可持续发展的重要途径。论文通过对秦巴山区的汉中、安康两地乡村民居的调研与测试,分析传统民居的建筑特点和居民生活习惯,以当地的地域气候条件为基础,室外综合温度为外边界条件,研究在动态热扰影响下冬季建筑的传热过程及室内热环境状况,利用流体力学方法和有限元理论,建立ANSYSCFX流固耦合建筑模型,针对窗墙比、空间布局及外围护结构构造等多种工况下,对秦巴山地建筑室内温度场进行三维有限元模拟分析,揭示了室内温度场的分布规律与室内空气温度之间的关联性,并进一步分析了秦巴山地民居节能构造体系。论文主要有以下结论:(1)分析了秦巴山地的地域气候特征,选择以能反映农村居民自身特点与室内热环境关系的主观温度作为室内热环境评价指标,计算得出冬季室内舒适温度评价指标为12℃,并以此指标作为CFX流固耦合分析模型的内边界条件。(2)通过对秦巴山地典型建筑体形系数的研究分析,发现随着长宽比m取值的增大,体形系数和建筑能耗也随之增大,进而确定分析建筑的长宽比宜接近1.5,高度为6m的双层建筑。(3)围护结构进行选材设计时,应考虑不同外粉刷材质对围护结构传热系数修正系数的差异性,根据秦巴山地民居外墙和屋顶外粉刷材质对围护结构传热系数修正系数的敏感性分析,提出秦巴山地建筑外墙和屋顶外表面宜优先选用水泥砂浆外粉刷。(4)通过对秦巴山地传统民居建筑特点及室外气候特征的分析,确定以不同朝向四阶傅氏函数做为CFX流固耦合分析模型的外边界条件;基于CFX流固耦合分析模型,对影响围护结构传热的室内空间布局、外围护结构构造、窗墙面积比等因素进行了分析,得出了适宜于秦巴山地民居的优化模型;并通过采暖期耗热量计算表明,优化后的建筑模型较原建筑耗热量明显降低,节能率达50%。本研究可为改善秦巴山区民居的冬季室内热环境提供理论基础。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU111.4

【参考文献】

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本文编号：2626285