自然通风下外窗性能对广州住宅建筑能耗的影响研究
发布时间：2021-02-09 23:18
广州处于夏热冬暖地区,居住建筑夏季空调运行时间长且能耗大。据统计,通过建筑外窗引起的空调能耗占50%左右,因此对于外窗节能的研究具有重要意义。而在实际生活中,外窗并不是始终关闭的,当室外气候条件能够满足人体热舒适要求时,人们往往选择开窗通风,所以在研究外窗对居住建筑能耗的影响时应当考虑自然通风的作用。本文以广州地区居住建筑作为研究对象,采用自然通风与建筑热环境模型动态耦合的能耗计算方法,研究了在自然通风下外窗性能对建筑能耗的影响。论文的主要工作如下:（1）介绍了将自然通风与建筑能耗耦合计算的方法（DeST-Vent Plus）,并通过PHOENICS软件模拟建筑表面开口风压分布情况,作为通风模型的输入条件。（2）模拟分析了外窗的主要热工性能（传热系数和遮阳系数）对建筑能耗的影响。同时将建筑空调能耗与外窗传热系数和遮阳系数作二元线性回归分析,得到外窗传热系数和遮阳系数对建筑空调能耗的影响相对于无通风的情况下均减弱,减弱幅度分别为5.5%、13.7%。根据二元线性回归方程影响系数可知,建筑遮阳仍然是我国南方夏热冬暖地区在建筑外窗节能设计时需要考虑的重点因素之一。（3）分析了住宅的自然通风效...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文研究框架
年逐时通风量及冷热负荷的计算。VentPlus 通风计算模块经过实验[50][54]和其他软件[58]验证了其模拟计算的准确性。DeST-VentPlus 的自然通风模拟方法采用的是多区域网络模型法把整个建筑物视为一个系统，其中每个房间看作一个区域(或称网络节点)，在同一区域（节点）内部，假设空气充分混合，空气参数一致，不同网络节点之间通过各种空气流通路径（门、窗等开口、缝隙）进行连接，从而形成流体网络，气体流动过程满足定常流伯努力方程，分别对各个支路（即空气流通路径）建立阻力模型，根据支路机械能守恒和节点质量守恒建立非线性网络方程组，并采用牛顿法求解通过各个支路的风量[65]。DeST-VentPlus 中建筑热环境模拟计算模型和自然通风模拟计算模型的耦合计算方式采用 onion 法，即将通风模型与热环境模型进行反复迭代计算，直到两个模型的输入与结果对应相等，然后再进行下一个时刻的计算。Hensen[66]通过比较不同的耦合方法得出了 onion 法计算的结果较为准确。
表 2-1 标准 k-ε 模型中的系数 1 2 0.09 1.44 1.92 1.0 1.32.4 基准住宅模型设定住宅模型的设定包括建筑能耗模型设定及自然通风计算模型设定两部分。建筑能耗模型的设定包括围护结构热工参数、房间内热扰设定；自然通风计算模型的设定包括风压系数、通风阻力模型及空调和通风的控制策略等。广州地区常见的住宅形式为一梯四户，为了研究外窗热工性能对建筑能耗的影响，本论文选取了一栋实际的住宅建筑为研究对象，该建筑为一梯四户的 18 层建筑，建筑朝向为正南向，建筑面积为 6605m2，体型系数为 0.27，每层层高为 2.9m，建筑平均窗墙比为 0.3。建筑原标准平面图以及 Dest-h 建筑模型平面图如图 2-2、2-3 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]夏热冬冷地区办公建筑窗户可见光透过率对建筑照明能耗的影响研究[J]. 黄俊,谢建业,戴绍斌,彭瑶. 建筑节能. 2015(11)
[2]成都地区外窗传热系数与遮阳系数对建筑能耗的影响[J]. 高晓璐,李晓虹,封海辉. 西华大学学报(自然科学版). 2014(06)
[3]建筑能耗模拟软件空调系统模拟对比研究[J]. 周欣,燕达,洪天真,朱丹丹. 暖通空调. 2014(04)
[4]自然通风建筑能耗全年模拟研究[J]. 黄河,李晓锋,张明瑞,李丞. 建筑科学. 2012(02)
[5]成都地区外窗传热系数及通风模式对建筑节能的影响[J]. 李晓虹,苏华. 新型建筑材料. 2010(09)
[6]夏热冬冷地区居住建筑外窗性能浅析——以南京为例[J]. 雷持平,吴蔚. 南方建筑. 2009(05)
[7]夏热冬暖地区建筑外窗节能设计[J]. 张玲,陈坚荣. 上海建设科技. 2009(01)
[8]地域性气候条件下自然通风的有效时数分析[J]. 王怡,刘加平,肖勇强. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2007(04)
[9]外窗对寒冷地区采暖居住建筑节能影响的模拟分析[J]. 张振兴,王崇杰,薛一冰. 山东建筑大学学报. 2007(01)
[10]自然通风技术研究方法及工具[J]. 魏景姝,赵加宁,高军. 应用能源技术. 2006(07)
硕士论文
[1]内置百叶中空玻璃窗系统对建筑室内光热环境影响研究[D]. 李胜杰.西安建筑科技大学 2014
[2]窗户特性对建筑空调负荷的影响及经济性分析[D]. 沈帆.华中科技大学 2014
[3]广州市居住建筑节能65%技术体系研究[D]. 李志红.华南理工大学 2013
[4]北方高层住宅自然通风评价方法研究[D]. 黄河.清华大学 2013
[5]LOW-E玻璃在冀南地区的节能适用性分析[D]. 王靖宇.河北工程大学 2012
[6]内置遮阳膜的中空玻璃窗热工性能[D]. 夏磊.华南理工大学 2011
[7]自然通风耦合模拟分析及设计导则研究[D]. 张明瑞.清华大学 2011
[8]我国不同地区自然通风应用潜力与节能潜力研究[D]. 卜根.南京理工大学 2010
[9]广州地区居住建筑自然通风节能效果与措施研究[D]. 秦翠翠.华南理工大学 2009
[10]不同地区住宅建筑外窗节能研究[D]. 方姗姗.湖南大学 2008
本文编号：3026390
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文研究框架
年逐时通风量及冷热负荷的计算。VentPlus 通风计算模块经过实验[50][54]和其他软件[58]验证了其模拟计算的准确性。DeST-VentPlus 的自然通风模拟方法采用的是多区域网络模型法把整个建筑物视为一个系统，其中每个房间看作一个区域(或称网络节点)，在同一区域（节点）内部，假设空气充分混合，空气参数一致，不同网络节点之间通过各种空气流通路径（门、窗等开口、缝隙）进行连接，从而形成流体网络，气体流动过程满足定常流伯努力方程，分别对各个支路（即空气流通路径）建立阻力模型，根据支路机械能守恒和节点质量守恒建立非线性网络方程组，并采用牛顿法求解通过各个支路的风量[65]。DeST-VentPlus 中建筑热环境模拟计算模型和自然通风模拟计算模型的耦合计算方式采用 onion 法，即将通风模型与热环境模型进行反复迭代计算，直到两个模型的输入与结果对应相等，然后再进行下一个时刻的计算。Hensen[66]通过比较不同的耦合方法得出了 onion 法计算的结果较为准确。
表 2-1 标准 k-ε 模型中的系数 1 2 0.09 1.44 1.92 1.0 1.32.4 基准住宅模型设定住宅模型的设定包括建筑能耗模型设定及自然通风计算模型设定两部分。建筑能耗模型的设定包括围护结构热工参数、房间内热扰设定；自然通风计算模型的设定包括风压系数、通风阻力模型及空调和通风的控制策略等。广州地区常见的住宅形式为一梯四户，为了研究外窗热工性能对建筑能耗的影响，本论文选取了一栋实际的住宅建筑为研究对象，该建筑为一梯四户的 18 层建筑，建筑朝向为正南向，建筑面积为 6605m2，体型系数为 0.27，每层层高为 2.9m，建筑平均窗墙比为 0.3。建筑原标准平面图以及 Dest-h 建筑模型平面图如图 2-2、2-3 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]夏热冬冷地区办公建筑窗户可见光透过率对建筑照明能耗的影响研究[J]. 黄俊,谢建业,戴绍斌,彭瑶. 建筑节能. 2015(11)
[2]成都地区外窗传热系数与遮阳系数对建筑能耗的影响[J]. 高晓璐,李晓虹,封海辉. 西华大学学报(自然科学版). 2014(06)
[3]建筑能耗模拟软件空调系统模拟对比研究[J]. 周欣,燕达,洪天真,朱丹丹. 暖通空调. 2014(04)
[4]自然通风建筑能耗全年模拟研究[J]. 黄河,李晓锋,张明瑞,李丞. 建筑科学. 2012(02)
[5]成都地区外窗传热系数及通风模式对建筑节能的影响[J]. 李晓虹,苏华. 新型建筑材料. 2010(09)
[6]夏热冬冷地区居住建筑外窗性能浅析——以南京为例[J]. 雷持平,吴蔚. 南方建筑. 2009(05)
[7]夏热冬暖地区建筑外窗节能设计[J]. 张玲,陈坚荣. 上海建设科技. 2009(01)
[8]地域性气候条件下自然通风的有效时数分析[J]. 王怡,刘加平,肖勇强. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2007(04)
[9]外窗对寒冷地区采暖居住建筑节能影响的模拟分析[J]. 张振兴,王崇杰,薛一冰. 山东建筑大学学报. 2007(01)
[10]自然通风技术研究方法及工具[J]. 魏景姝,赵加宁,高军. 应用能源技术. 2006(07)
硕士论文
[1]内置百叶中空玻璃窗系统对建筑室内光热环境影响研究[D]. 李胜杰.西安建筑科技大学 2014
[2]窗户特性对建筑空调负荷的影响及经济性分析[D]. 沈帆.华中科技大学 2014
[3]广州市居住建筑节能65%技术体系研究[D]. 李志红.华南理工大学 2013
[4]北方高层住宅自然通风评价方法研究[D]. 黄河.清华大学 2013
[5]LOW-E玻璃在冀南地区的节能适用性分析[D]. 王靖宇.河北工程大学 2012
[6]内置遮阳膜的中空玻璃窗热工性能[D]. 夏磊.华南理工大学 2011
[7]自然通风耦合模拟分析及设计导则研究[D]. 张明瑞.清华大学 2011
[8]我国不同地区自然通风应用潜力与节能潜力研究[D]. 卜根.南京理工大学 2010
[9]广州地区居住建筑自然通风节能效果与措施研究[D]. 秦翠翠.华南理工大学 2009
[10]不同地区住宅建筑外窗节能研究[D]. 方姗姗.湖南大学 2008
本文编号：3026390
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