高溫?zé)嵩垂I(yè)建筑雙輻射作用下室內(nèi)熱環(huán)境特性研究.pdf

1、本文在高溫?zé)嵩磳?duì)流輻射特性機(jī)理及高溫?zé)嵩摧椛渥饔脤?duì)室內(nèi)熱環(huán)境特性影響的研究基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究了在夏季晴天日周期性變化的太陽(yáng)輻射作用和穩(wěn)定的高溫?zé)嵩摧椛渥饔孟聡o(hù)結(jié)構(gòu)非穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程及室內(nèi)流場(chǎng)特性。在夏季晴天正午時(shí)刻，太陽(yáng)輻射作用時(shí)墻體內(nèi)壁面溫度低于雙輻射作用時(shí)的內(nèi)壁面溫度，但屋面內(nèi)壁面溫度高于雙輻射作用時(shí)的內(nèi)壁面溫度。通過(guò)數(shù)值模擬研究了圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能參數(shù)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱過(guò)程的影響規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，給出了高溫?zé)嵩垂I(yè)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

2、設(shè)計(jì)參數(shù)。研究結(jié)果為工業(yè)建筑節(jié)能和優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定理論基礎(chǔ)。工業(yè)建筑中往往存在高溫?zé)嵩矗l(fā)大量的余熱，使其環(huán)境控制方式和節(jié)能設(shè)計(jì)方法與民用建筑存在很大的差異。我國(guó)目前正處在一個(gè)工業(yè)建筑快速發(fā)展的階段，但工業(yè)建筑環(huán)境控制和節(jié)能設(shè)計(jì)的研究相對(duì)滯后。本文根據(jù)工業(yè)建筑分類形式，針對(duì)高溫?zé)嵩垂I(yè)建筑室內(nèi)熱環(huán)境特性展開研究。針對(duì)高溫?zé)嵩垂I(yè)建筑，通過(guò)調(diào)研和測(cè)試分析，掌握了高溫?zé)嵩垂I(yè)建筑形式和基本環(huán)境特性。發(fā)現(xiàn)了高溫?zé)嵩垂I(yè)建筑中夏季室內(nèi)定向平均輻射

3、溫度接近100℃，與夏季室外綜合溫度相比，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱的影響存在相等的數(shù)量級(jí)。因此，在夏季晴天時(shí)，高溫?zé)嵩垂I(yè)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱和熱環(huán)境特性受到高溫?zé)嵩摧椛浜吞?yáng)輻射的雙輻射作用。
　　本文首先對(duì)高溫?zé)嵩吹膶?duì)流輻射特性機(jī)理進(jìn)行了研究，闡明了輻射作用引起的次生對(duì)流熱源效應(yīng)機(jī)理。熱源輻射對(duì)流比是預(yù)測(cè)不同傳熱方式影響的一個(gè)基礎(chǔ)參數(shù)，不同方式傳熱的貢獻(xiàn)是影響室內(nèi)熱環(huán)境特性的重要因素。給出了不同熱源表面溫度的對(duì)流散熱量和輻射散熱量，以及不同

4、熱源溫度和不同熱源表面發(fā)射率下的輻射對(duì)流比。研究了熱源在定壁溫的情況下，不同格拉曉夫數(shù)Gr和表面發(fā)射率?對(duì)流場(chǎng)分布、熱源的散熱量及熱壓通風(fēng)量的影響規(guī)律。在Gr=1010-1011時(shí)，輻射作用在壁面附近形成了明顯的附壁氣流。通過(guò)數(shù)值模擬研究了熱源在定熱流的情況下，純對(duì)流模型和對(duì)流輻射耦合模型計(jì)算下的流場(chǎng)特性規(guī)律，闡明了高溫?zé)嵩摧椛渥饔脤?duì)室內(nèi)熱環(huán)境特性的影響規(guī)律。與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比，采用純對(duì)流模型計(jì)算時(shí)，下方區(qū)域溫度預(yù)測(cè)值偏低，上方區(qū)域溫度預(yù)測(cè)

5、值偏高；采用對(duì)流輻射耦合模型計(jì)算時(shí)，模擬計(jì)算的垂直溫度變化規(guī)律與實(shí)驗(yàn)得到的垂直溫度變化規(guī)律基本一致。輻射熱向各方向散發(fā)熱量，使室內(nèi)熱量分布較為均勻，垂直溫度梯度減小，削弱了溫度分層效果，降低了通風(fēng)量。為改善工業(yè)建筑工作區(qū)熱環(huán)境，冬季可充分利用輻射熱作用，夏季對(duì)熱源可采用局部隔熱或絕熱措施降低輻射熱。在高溫?zé)嵩磳?duì)流輻射特性機(jī)理及高溫?zé)嵩摧椛渥饔脤?duì)室內(nèi)熱環(huán)境特性影響的研究基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究了在夏季晴天日周期性變化的太陽(yáng)輻射作用和