濕熱地區(qū)自然通風(fēng)建筑濕環(huán)境流動(dòng)機(jī)理研究.pdf

1、在我國(guó)南方濕熱地區(qū)，城市建筑與經(jīng)濟(jì)都呈高速發(fā)展，人口眾多，夏季空調(diào)除濕降溫需求巨大。正確調(diào)節(jié)室內(nèi)熱濕環(huán)境的關(guān)鍵是深入理解建筑室內(nèi)熱濕遷移機(jī)理，計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬方法具有信息豐富、研究周期較短等諸多優(yōu)勢(shì)，本文主要利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法來(lái)探討自然通風(fēng)條件下建筑室內(nèi)空氣濕環(huán)境流動(dòng)特性。
　　本文首先采用理論分析和數(shù)值模擬的方法，以熱壓驅(qū)動(dòng)自然通風(fēng)為基礎(chǔ)，根據(jù)單側(cè)雙開(kāi)口建筑室內(nèi)自然通風(fēng)原理，建立室內(nèi)外熱濕耦合傳遞的數(shù)學(xué)模型，探討溫度梯度和水蒸

2、氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)梯度作用對(duì)室內(nèi)氣流組織、室內(nèi)外通風(fēng)量、室內(nèi)溫度場(chǎng)和室內(nèi)相對(duì)濕度場(chǎng)分布的影響。根據(jù)模擬結(jié)果可知，自然通風(fēng)熱壓作用下室內(nèi)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)并不隨室內(nèi)外溫差發(fā)生明顯變化，隨著室內(nèi)外溫差的減小，開(kāi)口質(zhì)量流量減小，與理論分析結(jié)果一致。將數(shù)值模擬結(jié)果、理論分析結(jié)果和實(shí)驗(yàn)基準(zhǔn)解進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了數(shù)值模擬程序的準(zhǔn)確性和理論分析公式的合理性。
　　接著建立了建筑封閉室內(nèi)自然對(duì)流層流物理模型，模擬分析了室內(nèi)熱濕源強(qiáng)度對(duì)室內(nèi)氣流組織、溫度場(chǎng)、相對(duì)濕度場(chǎng)分

3、布的影響，得出了熱量和水分受熱濕源表面溫濕度作用下的耦合傳遞機(jī)理，為理解室內(nèi)熱濕耦合自然對(duì)流奠定了基礎(chǔ)。具體模擬結(jié)果表明，熱濕源表面水蒸氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化對(duì)室內(nèi)溫度場(chǎng)和流場(chǎng)分布基本上沒(méi)有影響，而對(duì)室內(nèi)相對(duì)濕度場(chǎng)分布有明顯影響。熱濕源表面溫度對(duì)室內(nèi)溫度場(chǎng)和流場(chǎng)以及相對(duì)濕度場(chǎng)分布都有影響。
　　另外還分析探討了單側(cè)中部開(kāi)口的建筑室內(nèi)自然通風(fēng)模型。隨著開(kāi)口面積的增大，直接受外界濕空氣影響的區(qū)域不斷擴(kuò)大；腔體中心沿高度方向溫度和相對(duì)濕度達(dá)到

4、平衡的位置不斷下移，開(kāi)口處水平分速度最大值不斷增大，室內(nèi)熱濕傳遞不斷增強(qiáng)。隨著室內(nèi)濕空氣溫度不斷升高，室內(nèi)相對(duì)濕度最大值點(diǎn)開(kāi)始變化，逐漸由底部熱濕源表面向開(kāi)口位置移動(dòng)。隨著開(kāi)口位置不斷上移，室內(nèi)外水分傳遞和熱量傳遞逐漸減弱，室內(nèi)底部熱濕源濕擴(kuò)散梯度增大，室內(nèi)濕空氣濃度水平趨于均勻。
　　最后計(jì)算探討了雙側(cè)中部開(kāi)口的建筑室內(nèi)自然通風(fēng)模型。隨著雙側(cè)開(kāi)口面積的增大，受外界濕空氣熱濕度影響的區(qū)域不斷擴(kuò)大；腔體中心沿高度方向溫度、相對(duì)濕度達(dá)