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《西安建筑科技大学》 2004年
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风口、风帽强化自然通风效果的理论基础研究

李丹  
【摘要】: 目前,自然通风是当今生态建筑所采取的一项比较成熟而廉价的技术措施,与其它相对复杂、昂贵的技术相比,它具有节能、清洁的优点,体现了可持续发展的理念。 建筑意义上的自然通风指的是通过有目的的开口,在风压和热压的作用下产生空气流动。目前对于自然通风的研究多半集中在自然通风的计算方法和计算参数方面,而对自然通风风口的特性研究相对较少。本课题将从风口入手,进一步寻求提高自然通风效率的方法。百叶风口是自然通风中使用最广泛的风口,因而对于百叶风口的研究则有可能成为更为有效合理利用自然通风的突破点,本文将利用数值模拟首先对单侧百叶风口的性能进行研究,在此基础上,本文对实际中应用比较广泛的四面百叶型风帽进行了研究,并对单侧百叶风口的挡雨板的合理设计方法做初步探讨。 数值模拟采用FLUENT软件,计算结果用Excel进行处理,通过对大量数值工况进行数值模拟计算,结果表明: 对于单侧百叶风口,计算表明: 1)对于公式Δp=ξ (ρν~2)/2,ξ的理论计算值中定义ν为流体流经百叶风口内部时的速度,即有效速度,而工程上常使用流体的来流速度来计算ξ,计算表明,ξ的理论计算值与工程应用值的关系为(ξ_(理论))/(ξ_(工程))=0.813; 2)当来流速度一定时,挡板倾斜角度越小,压力损失越小、出口速度越小;因此在要求进口风速比较小的场所,如播音室、图书馆等,宜采用挡板角度≤30°的百叶风口;在要求进口风速比较大的场所,如电影院、办公室等,百叶挡板的角度应选≤45°; 3)当来流速度一定时,百叶挡板的挡板宽度b与挡板间距h的比值b/h越大,压力损失越大,出口速度越小,计算表明,鉴于压力损失、出口风速、板间形成涡流区的大小,百叶挡板的b/h值取0.8到2.0之间,b/h=1.2为最佳值; 4)当来流速度一定时,在计算的条件下,当百叶挡板宽度b=40mm时,百叶挡板的阻力系数最小,考虑到涡流区等的影响,建议选用10mm≤b≤50mm的百叶挡板; 西安建筑科技大学硕士学位论文 5)百叶挡板的厚度取为1.SInln为好; 6)百叶挡板的入口侧可选用具有倾斜度的楔形挡板来代替矩形挡板,利用其较好的导流 作用,可得到更好的出流效果。 对于四面设百叶型风帽,计算表明: l)正装倾斜挡板的百叶型风帽可认为是排风型风帽,倒装挡板倾斜的百叶型风帽可认为 是进风型风帽; 2)排风型风帽中,挡板正装30”、风帽四个迎风面的有效面积Fy和风管净断面积Fj的 比值(Fy肠)为4、挡板宽度b在70Inln到120Inln之间、板间距比值陇在0.5到0.6 的百叶型风帽排风效果最好; 3)进风型风帽中,挡板倒装装60“、风帽四个迎风面的有效面积和风管净断面积的比值 (Fy例)为4、挡板宽度b在100咖到1 70mm之间(120mm为最佳)、板间距比值陇 在1 .4到2.0的进风型风帽(b爪=2.0为最佳)的百叶型风帽进效果最好。 对于单侧百叶风口的挡雨板,计算表明: 1)为了防止雨水随空气流入自然进风口,并且使风口尽量少受涡流区的影响,建议选用 倾斜角度为45“的挡雨板; 2)建议选用长度比风口高度长1 00 mm--200“的挡雨板,可以较好的避免挡雨板过短将 雨水带入室内和过长影响风口进风的情况。
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU834

【引证文献】
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