太陽能煙囪輔助教室自然通風的研究.pdf

1、教室是一個特殊的室內環(huán)境，是學生學習和生活的主要場所，教室內空氣質量直接影響學生的身心健康和學習效率。本論文針對北京地區(qū)中小學教室夏季通風狀況較差的現(xiàn)狀，提出通過太陽能煙囪的抽吸作用促進教室自然通風方法。以北京地區(qū)的典型教室的狀況為例，通過實驗測量、理論分析、數(shù)值模擬計算證明了該技術方法的可行性，并尋求有效改善教室夏季通風狀況的最佳煙囪結構。 根據(jù)教學樓太陽能煙囪的特征，建立了太陽能煙囪的物理模型。對此模型運用CFD模擬軟件FL

2、UENT，選用精確度較高的，帶有浮力修正的k-ε湍流模型，并且采用標準的壁面函數(shù)算法，計算了溫度場和流場。通過實驗測試，驗證了模型選擇和計算方法的可靠性。在此基礎上，對北京地區(qū)典型的四層及五層教學樓太陽能煙囪進行數(shù)值模擬計算。在數(shù)值計算過程中，不斷細化網(wǎng)格，直到數(shù)值解幾乎不再發(fā)生變化，得到與網(wǎng)格獨立無關的解。對大量的數(shù)值計算結果進行總結，并對太陽能煙囪的結構優(yōu)化設計提出了建議。推導出了進出口環(huán)境不同的太陽能煙囪的風量簡便計算公式，并通過

3、CFD計算進行了驗證，為太陽能煙囪的設計提供了手段。 模擬結果表明，每層教室單獨設置太陽能煙囪，能夠實現(xiàn)最大通風量的最佳煙囪尺寸為：煙囪高度為4m，煙囪寬度為0.5m，風口高度為0.5m；四層、五層教學樓多層教室共用一個煙囪時，煙囪需高出屋面≥5m時，煙囪內產生的自然通風量可以滿足頂層教室的通風要求，其它各層教室的通風量皆能滿足教室新風量要求。并由此得出結論，對于多層教學樓，多層教室共用一個煙囪時，每間教室產生的通風量基本滿足通