间歇空调模式下呼吸式幕墙建筑热环境特性研究

发布时间：2020-11-01 01:29

　　 呼吸式幕墙作为一种气候适应性透明建筑维护结构,在保持了玻璃幕墙建筑的美观通透和良好采光性能的同时,相对于单层玻璃幕墙,又显著改善了幕墙夏季隔热和冬季保温的性能,特别适用于广大夏热冬冷地区,已在大型办公建筑和公共建筑中广泛应用。呼吸式幕墙建筑的热环境特性与幕墙合理的通风模式及温度波动状况密切相关。然而,当前国内外对于呼吸式幕墙建筑热特性的研究一般是基于室内温度恒定的状态,而建筑实际运行中室内温度常处于波动状态。呼吸式幕墙受到室内侧和室外侧双向温度波的作用,其实际热环境特征与假定恒定室温状态下的热环境特征差别很大。因此,开展间歇空调运行模式下呼吸式幕墙对室内热环境作用规律的研究具有重要的现实意义。针对这一问题,本文开展了如下研究:首先对呼吸式幕墙的传热和气流流动的耦合问题进行理论分析,基于能量守恒原理建立围护结构各壁面的热平衡方程,详细阐述幕墙各个壁面的热平衡过程;对整个房间室内空气的热平衡进行描述。将双向温度波作用下的传热过程分解为三个单一的热过程,即:单纯的稳定传热过程、外侧谐波作用过程和内侧谐波作用过程,并对后两个传热过程进行详细分析和模拟实验计算。采用建筑能耗模拟软件EnergyPlus对非稳态工况周期性热作用下的呼吸式幕墙建筑进行多种运行模式的模拟研究,分别包括过渡季(模式A、B)、冬季(模式C、D)和夏季(模式E),并根据实验结果量化分析模拟数据的误差和原因。从平均偏差MBE、均方根误差RMSE以及决定系数R~2三个指标来分析模型在预测空腔温度、房间自然室温和气流速度的准确性,结果表明温度预测的结果可靠,拟合优度在80%以上,而气流速度的预测存在一定误差。对间歇空调模式下呼吸式幕墙的冬夏季热环境特征开展实验研究,采用三角波函数描述室温、幕墙壁面温度和空腔温度的波动特征,结果表明:冬季的室温波动周期大于夏季的波动周期,夏季的预调节时间短于冬季;冬季工况下的温度延迟时间并未存在较大变化,两种运行模式受到室外温度波的作用较弱;夏季运行模式下幕墙壁面温度和空腔温度受室外温度影响较大,温度峰值出现时间有所滞后。
【学位单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU111;TU83
【部分图文】：

图 2-1 呼吸式幕墙传热模型（无遮阳百叶）立面的热平衡方程式：+ ( ) + ( ) Glass#1 外立面吸收的室外长波辐射；第二项为#1 的热量；第三项为 Glass#1 吸收的短波辐射和侧热传导给内侧的热量；第五项为 Glass#1 外立立面的热平衡方程式：) + + ( Glass#1 外立面传导至内立面的热量；第二项为辐射和室内短波辐射；第三项为 Glass#1 内立面为 Glass#1 内立面与 Glass#2 外立面的辐射换热立面的热平衡方程式：) + + (

量；第四项为 Glass#3 外立面通过间隙与 Glas外立面的热平衡方程式： ) + + ( ) + ( 为 Glass#3 内立面传导至外立面的热量；第二射辐射和室内短波辐射；第三项为 Glass#2 内量；第四项为 Glass#2 内立面通过间隙与 Glas内立面的热平衡方程式：+ ( ) + ( ) 为 Glass#3 内立面吸收的室内长波辐射；第二项热量；第三项为 Glass#3 吸收的短波辐射和长传导给内侧的热量；第五项为Glass#3内立面向吸式幕墙的传热模型

图 3-1 几何模型实验房的实际尺寸建立等比例三维几何模2800mm（长×宽×高），房间的南侧墙体SF 热通道间距为 400mm，内外 4 个通风口，幕墙玻璃的尺寸为 1700mm×2000mm（单层浮法玻璃，内侧幕墙为 clear6mm+Air1璃，遮阳百叶位于热通道正中间，百叶叶片同实验房实际物性参数，见表 3-1。表 3-1 材料物性参数厚度/mm 密度/kg m-3导璃 8 2500 玻璃 6+12+6 2000 100 80 0.2 2700
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 马康杰;;夏热冬冷地区建筑间歇空调模式的特点分析[J];建材与装饰;2015年47期

2 师艳平;朱华;周斌;李蔚;;间歇用能状态下墙体结构对空调能耗影响的数值研究[J];工程热物理学报;2015年11期

3 李彦儒;王索;孟曦;丁珮;王梦伟;龙恩深;;间歇空调不同末端形式启动过程室内温变特性研究[J];制冷与空调(四川);2015年05期

4 阮方;钱晓倩;钱匡亮;董凯;;实际用能方式下的夏热冬冷地区居住建筑围护结构节能设计研究[J];建筑科学;2015年10期

5 何文皓;陈友明;;冬季双层皮幕墙不同运行模式节能研究[J];科学技术与工程;2015年26期

6 肖平安;文远高;李传成;刘冬苟;;武汉地区双层玻璃幕墙的热工性能研究[J];建筑科学;2015年06期

7 王靖文;王烨;孙鹏宝;;基于谐波法的建筑围护结构非稳态传热分析[J];兰州交通大学学报;2015年03期

8 林涛;刘茜;;玻璃组合方式对双层幕墙通风和传热的影响[J];建筑科学;2014年09期

9 付衡;龚延风;余效恩;李杨德;沈志伟;;间歇空调模式下居住建筑围护结构能耗分布特性研究[J];四川建筑科学研究;2013年04期

10 林坤平;徐宏庆;;办公建筑间歇空调附加冷负荷系数及其应用[J];暖通空调;2012年07期

相关博士学位论文 前1条

1 王海燕;复合墙体热工特性与能耗分析[D];哈尔滨工业大学;2007年

相关硕士学位论文 前8条

1 张田雨;夏热冬冷地区双层通风幕墙动态热特性模拟研究[D];湖南工业大学;2015年

2 郑晏芝;夏热冬冷地区办公建筑间歇空调能耗模拟分析[D];湖南大学;2014年

3 孙丁;建筑围护结构中封闭方腔空气夹层的热工性能研究[D];南华大学;2013年

4 刘晓庆;间歇空调运行模式下住宅墙体热工性能研究[D];重庆大学;2011年

5 张晓洁;长沙办公建筑间歇空调能耗模拟分析[D];湖南大学;2011年

6 张竹慧;建筑透明围护结构的热工特性研究与能耗分析[D];西安建筑科技大学;2010年

7 王丽娟;周期性双波动作用下围护结构热过程研究[D];西安建筑科技大学;2010年

8 陈裕;通风双层幕墙传热特性模拟研究[D];湖南工业大学;2009年

本文编号：2864813