基于蒙皮热工效应的寒区航站楼节能效果研究

发布时间：2017-07-19 06:16

  本文关键词：基于蒙皮热工效应的寒区航站楼节能效果研究

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【摘要】：现代航站楼趋于追求个性化、开敞性、通透性、大空间,但同时造成航站楼的能耗量剧增,尤其是寒区航站楼室内热环境的热损失更为严重,为维持航站楼温度舒适的热环境需耗费大量能源。为此,需要系统研究寒区航站楼的建筑能耗影响因素,以便为优化寒区航站楼建筑节能效果提供理论基础。根据航站楼外围护结构对建筑室内外热工环境影响的特点,提出了基于建筑室外大气流场对围护结构各类传热效应影响规律的建筑蒙皮热工效应系数,基于该参数的计算探讨了建筑对外开口、建筑方位所决定的开口与冬季主导风向关系等因素对大空间建筑能耗的影响规律。通过对航站楼建筑热环境换热过程的系统分析,构建了建筑室内热环境的平衡方程;以哈尔滨太平国际机场T2航站楼为实例,结合对哈尔滨的气候特征和T2航站楼整体布局和开口情况,应用FLUENT对寒区航站楼室内外热环境进行了数值模拟,分析了建筑布局和开口条件对建筑蒙皮热工效应的影响,比较了不同工况下的建筑蒙皮热工效应系数。在实验室条件下,进行了建筑蒙皮热工效应模拟实验,研究了开口布置,以及开口与风向相对关系等因素对建筑蒙皮热工效应的影响,验证分析了不同开口布置条件时模型的蒙皮热工效应系数。基于对寒区航站楼室内外热交换过程的分析,建筑物外围护结构对建筑能耗的影响显著,特别是开口面积、开口位置及其与室外风向对建筑能耗的影响显著。航站楼迎风侧与风向垂直墙面上的开口所产生的蒙皮热工效应系数达到672.49,航站楼迎风侧开口全开启、开启一半时的蒙皮热工效应系数分别为899.62、227.13;处于航站楼风涡漩区域内部的登机口产生的蒙皮热工效应系数高达697.86,是其他区域登机口的2.16倍。相同背景风速条件下,与对称辐射式航站楼相比,Y形辐射式、对称伞形辐射式、非对称伞形辐射式航站楼的能耗分别增加了4.2%、3.1%、1.6%。实验室模拟实验结果表明,当建筑外部流场稳定时,背风侧墙面开口与侧风侧墙面开口对建筑的蒙皮热工效应影响差异不大,但它们与迎风侧开口的蒙皮热工效应系数差异较大,差异最大可达到3.63倍。
【关键词】：寒区航站楼 建筑能耗 蒙皮热工效应 建筑布局 建筑开口
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V351.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 研究背景11-14
• 1.1.1 航站楼建筑的发展11-12
• 1.1.2 航站楼建筑节能宏观背景12
• 1.1.3 航站楼建筑节能潜力12-14
• 1.2 研究意义14-15
• 1.3 研究现状15-18
• 1.3.1 建筑节能策略研究15-16
• 1.3.2 建筑围护结构节能研究16-17
• 1.3.3 建筑能耗研究17-18
• 1.4 研究思路18-21
• 1.4.1 研究内容18-19
• 1.4.2 研究方法19
• 1.4.3 技术路线19-21
• 第二章 基于蒙皮热工效应的寒区航站楼建筑热过程分析21-44
• 2.1 航站楼建筑热过程21-24
• 2.1.1 航站楼建筑特征及其热工特性21-22
• 2.1.2 严寒地区航站楼建筑热过程特性22-24
• 2.2 建筑蒙皮热工效应24-27
• 2.2.1 建筑蒙皮热工效应概念24-26
• 2.2.2 航站楼蒙皮热工效应影响因素26-27
• 2.3 航站楼建筑的对流换热过程27-35
• 2.3.1 建筑蒙皮结构开口的直接通风换热27-32
• 2.3.2 建筑蒙皮结构表面对流换热32-35
• 2.4 航站楼建筑的辐射换热过程35-37
• 2.4.1 航站楼建筑的太阳辐射得热35-36
• 2.4.2 航站楼建筑蒙皮结构外表面长波辐射换热36-37
• 2.5 航站楼建筑的动态热平衡过程37-42
• 2.5.1 室内空气热平衡方程37-39
• 2.5.2 蒙皮结构外表面热平衡方程39-40
• 2.5.3 蒙皮结构内表面热平衡方程40
• 2.5.4 建筑蒙皮结构传热控制方程式40-41
• 2.5.5 热平衡方程的温度边界条件计算41-42
• 2.6 本章小结42-44
• 第三章 寒区航站楼室内外热环境的数值模型44-52
• 3.1 FLUENT软件介绍与应用44
• 3.2 严寒地区气候特征44-47
• 3.2.1 建筑热工设计分区44-45
• 3.2.2 气候特征45-47
• 3.3 工程概况47-48
• 3.4 风流动的控制方程和模拟方法48-51
• 3.4.1 建筑周围风流动的基本控制方程48-50
• 3.4.2 风湍流的数值模拟方法50-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第四章 寒区航站楼蒙皮热工效应的数值模拟52-76
• 4.1 建筑布局对寒区航站楼蒙皮热工效应的影响52-63
• 4.1.1 建筑模型的建立52-53
• 4.1.2 数值计算模型的建立53-56
• 4.1.3 不同建筑布局的航站楼周围流场分析56-59
• 4.1.4 不同建筑布局的建筑蒙皮热工效应分析59-63
• 4.2 蒙皮结构开口对寒区航站楼蒙皮热工效应的影响63-75
• 4.2.1 建筑模型的建立63-64
• 4.2.2 数值计算模型的建立64-66
• 4.2.3 不同开口条件下航站楼室内温度场对比分析66-73
• 4.2.4 不同开口条件的建筑蒙皮热工效应分析73-75
• 4.3 本章小结75-76
• 第五章 建筑蒙皮热工效应模拟实验76-86
• 5.1 实验前期准备76-77
• 5.1.1 实验材料76
• 5.1.2 实验仪器76-77
• 5.2 实验模型空间的热平衡分析77-78
• 5.3 建筑开口位置与风向关系对建筑蒙皮热工效应的影响78-80
• 5.3.1 实验与测试78-79
• 5.3.2 实验结果处理与分析79-80
• 5.4 不同开口条件的建筑蒙皮热工效应模拟实验80-83
• 5.4.1 实验与测试80-81
• 5.4.2 实验结果处理与分析81-83
• 5.5 不同开口条件模型的蒙皮热工效应分析83-85
• 5.6 本章小结85-86
• 第六章 结论与展望86-89
• 6.1 结论86-87
• 6.2 展望87-89
• 致谢89-90
• 参考文献90-93

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1 邓翠翠;基于蒙皮热工效应的寒区航站楼节能效果研究[D];中国民航大学;2016年

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本文编号：561537