貴州省居住建筑蓄熱與通風(fēng)冷卻技術(shù)研究.pdf

1、建筑蓄熱和通風(fēng)冷卻技術(shù)作為被動式冷卻技術(shù)的重要手段，是一種成本低、運行費用低且易操作、易實現(xiàn)的建筑設(shè)計技術(shù)，逐漸成為各國政府和研究機(jī)構(gòu)關(guān)注的焦點。本文選取貴州省不同氣候分區(qū)下的四個代表性城市，對貴州省居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)夏季的蓄能規(guī)律和通風(fēng)冷卻技術(shù)進(jìn)行分析研究。首先采用能耗模擬軟件 EnergyPlus模擬得出不同地區(qū)外墻的內(nèi)外壁面溫度；然后以此為邊界條件建立圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱的有限差分方程組，通過Matlab編程計算得出復(fù)合墻體的邊界節(jié)點溫度并

2、分析墻體的蓄熱性能；最后采用 Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值模擬計算并分析得出不同地區(qū)采用外掠墻體通風(fēng)措施取代夏季空調(diào)的有效性。
　　以干球溫度和含濕量為判定指標(biāo)，根據(jù)非人工冷熱源下人體可以接受的室內(nèi)溫濕度范圍，整理得出貴州省不同代表性城市夏季6~8月的涼爽通風(fēng)時段。然后，根據(jù)《貴州省居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中相關(guān)的規(guī)定，設(shè)定建筑模型、圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型及熱工性能參數(shù)、建筑內(nèi)擾參數(shù)等，采用能耗模擬軟件 EnergyPlus模擬得出貴州省四個代表

3、性城市不同建筑模型下圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體的內(nèi)外壁面溫度，通過分析不同朝向及不同保溫形式下內(nèi)外壁面溫度發(fā)現(xiàn)：當(dāng)熱量由室外向室內(nèi)方向傳遞時，外保溫的隔熱性能最好，更有利于保持室溫穩(wěn)定；外保溫形式下西外墻內(nèi)壁面的峰值溫度最高，且西墻所在房間夜間的室內(nèi)熱環(huán)境最惡劣。
　　以西外墻內(nèi)外壁面溫度為邊界條件，建立圍護(hù)結(jié)構(gòu)非穩(wěn)態(tài)傳熱的有限差分方程組，利用Matlab編制程序計算得出復(fù)合墻體節(jié)點處的溫度值，通過整理得出不同材料層的平均溫度、熱流密度及蓄熱量

4、。分析不同材料層的平均溫度發(fā)現(xiàn)，隨著室外環(huán)境溫度的變化，由外到內(nèi)不同材料層的溫度波動幅度逐漸減?。环治鰺崃髅芏群托顭崃康淖兓闆r可知：當(dāng)夜間圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體開始放熱時，內(nèi)側(cè)水泥砂漿熱流密度的方向為室外向室內(nèi)方向傳熱。綜合分析蓄熱量、內(nèi)壁面溫度及室內(nèi)空氣溫度發(fā)現(xiàn)，畢節(jié)地區(qū)通過自然通風(fēng)可將墻體蓄存的熱量帶走并創(chuàng)造良好的室內(nèi)熱舒適環(huán)境，而其他三個地區(qū)需要借助一定的措施方可滿足室內(nèi)人員要求。
　　通過合理的計算方法得出不同城市外掠墻體通風(fēng)冷卻

5、措施下需要被帶走的熱量，確定通風(fēng)有效性的兩個判定指標(biāo)，分別為內(nèi)側(cè)水泥砂漿層的平均溫度和通風(fēng)帶走的熱量。建立具體的模型，設(shè)置不同的模擬工況，采用 Fluent軟件對通風(fēng)外掠墻體的傳熱情況進(jìn)行數(shù)值模擬計算，根據(jù)模擬結(jié)果整理得出滿足有效通風(fēng)所需要的通風(fēng)時長，找出不同地區(qū)合理有效的通風(fēng)冷卻方案。結(jié)果表明：貴陽和興義地區(qū)可以考慮采取外掠墻體通風(fēng)措施取代夏季空調(diào)的使用，遵義地區(qū)可以考慮采取該措施減少空調(diào)的開啟時間，從而有效的降低居住建筑夏季空調(diào)能耗