晴空指数对夏热冬冷地区民用建筑外墙传热能耗的影响

发布时间：2021-11-17 14:01

　　我国民用建筑能耗占我国总能耗呈逐年增加的趋势,暖通空调能耗占民用建筑总能耗的50%以上,其中非透明外围护结构传热能耗是暖通空调能耗中重要的组成部分。太阳辐射强度是影响建筑外围护结构传热能耗的主要因素,太阳辐射强度与晴空指数直接相关,提高计算不同天气条件下建筑外围护结构传热负荷动态变化精度尤为重要,本文以夏热冬冷地区的南昌市为例,针对冬季（1月2日）及夏季（7月21日）两个典型日不同晴空指数（0.2⁰.7）对建筑外墙传热能耗的影响进行了分析研究,其主要结论如下:（1）基于南昌地区晴空指数与太阳辐射及室外空气温度的相关性关系数据,采用数值模拟的方法计算研究了晴空指数与外墙内外表面温度的关系。研究发现,无论冬季或是夏季各朝向外墙外表面和外墙内表面最高温度均随晴空指数的增大而增大,但随着晴空指数的增大,外墙内外表面温度上升的趋势放缓。冬季外墙内表面温度的最高值、最低值随晴空指数变化的规律与夏季外墙内外表面温度最高值、最低值随晴空指数变化的规律基本相似。夜间,晴空指数越大,冬季室外最低温度以及天空云量反而降低,使得冬季外墙外表面平均温度最低随晴空指数的增加而上升,但随着晴空... 

【文章来源】：江西理工大学江西省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

物理模型及计算域

本研究主要针对晴空指数对建筑墙体传热的影响进行研究,得出冬季与夏季不同晴空指数与墙体日净得热总量的回归模型,为太阳能被动利用设计计算提供适当的数学模型,为建筑节能研究提供基础。主要的研究内容和技术路线如图1.2所示:本文的第三章和第四章将利用数值模拟的方法对晴空指数大于外墙冬季传热能耗和夏季传热能耗的影响进行研究,为了便于以下研究工作的开展,本章对上述章节所涉及到的数值模拟计算方法的几何模型,计算方法,模型验证以及工况设置等进行简要介绍。

考虑到建筑外缘地面长波辐射对外围护结构表面热过程的影响,文中将设定研究对象外缘20m范围内的地面可以反射和吸收太阳辐射,土壤底层温度为20℃[61]。目标建筑物外部尺寸为长(L)×宽(W)×高(H)=10 m×10 m×10m,为了模拟计算所得数据更具可靠性和精确性,根据文献[62]对模型的计算域做了如下处理,计算域顶部边界不小于5H(H为目标建筑的高度),侧边界不小于5W(W为待研究建筑的宽度),入口边界和出口边界与建筑物之间的距离分别不小于3H和10H,因此,经上述处理本文的计算域为(长×宽×高)=240 m×240 m×90 m,如图2.1所示,为减少数值模拟计算成本,并得到可靠的结果,模拟时仅选取建筑中间层中心位置的南北朝向房间为墙体传热过程的计算点。墙体的物性参数见表2.1所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]室外气温与太阳辐射的随动性关系研究[J]. 尚凯锋,刘艳峰,王登甲,李涛.  土木建筑与环境工程. 2015(05)
[2]日光温室主动蓄热后墙传热CFD模拟及性能试验[J]. 张勇,高文波,邹志荣.  农业工程学报. 2015(05)
[3]太阳辐射直散分离模型比较研究——以北京地区为例[J]. 冯巍,董宏,杨柳,刘加平.  土木建筑与环境工程. 2015(01)
[4]几种散射辐射模型精度的对比[J]. 姚万祥,李峥嵘,赵群,胡玲周.  同济大学学报(自然科学版). 2014(06)
[5]各种天气状况下太阳辐射照度与太阳光照度关系[J]. 姚万祥,李峥嵘,李翠,艾正涛.  同济大学学报(自然科学版). 2013(05)
[6]拉萨市直接受益式太阳房居住建筑被动式设计优化研究[J]. 李恩,刘加平,杨柳.  工业建筑. 2012(02)
[7]不同保温形式墙体温度场数值模拟与分析[J]. 张君,黄振利,李志华,阎培渝,张盼.  哈尔滨工程大学学报. 2009(12)
[8]建筑墙体的延时与削弱作用[J]. 杨艺,邓启红,时冰冰.  建筑热能通风空调. 2005(04)
[9]建筑物冬季太阳辐射得热分析[J]. 杨昭,郁文红,张甫仁.  太阳能学报. 2005(01)
[10]基于建筑节能的暖通空调节能措施[J]. 李志浩.  电力需求侧管理. 2004(04)

硕士论文
[1]风速风向对建筑物南墙冬季太阳辐射净得热量的影响[D]. 陈文超.东华大学 2017
[2]室内外气温对建筑围护结构吸收太阳能的影响[D]. 曾晰.东华大学 2016



本文编号：3501063