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寒冷地区居住建筑夏季室内热环境研究

王怡  
【摘要】: 寒冷地区属采暖地区,其建筑节能工作长期以来着重考虑的是如何减少冬季采暖能耗。但是寒冷地区的夏季又非常炎热,随着人民生活水平的提高和城市热岛现象等因素的影响,寒冷地区居住建筑的夏季热环境及其空调能耗问题日渐突出。 本文全面地分析了夏季室内热环境的综合影响因素,首次通过大量的实际调查研究,系统地探讨了寒冷地区居住建筑夏季热环境特征及改善热环境的方向与策略。结果表明,无论从提高居住环境舒适性还是从节能的角度,对寒冷地区夏季自然通风房间热环境的研究都显得非常必要和有实际意义,如何针对居住建筑的特点,兼顾冬季采暖、夏季空调与自然通风模式并存的使用工况,成为研究寒冷地区居住建筑夏季热环境的关键问题。 自然通风房间的自然通风量和室内空气温度存在相互影响作用关系,目前适用于我国居住建筑形式的自然通风房间热环境模拟及评价的计算工具尚显得十分缺乏。本文首先采用宏观计算模型,建立了自然通风系统和建筑热过程系统的耦合影响作用模型,并采用Matlab语言编写了动态数值模拟分析计算程序。通过程序模拟计算结果和实测值的对比,证明程序可以较为准确地模拟自然通风条件下的室内热环境,为定量化分析自然通风居住建筑的室内热环境及影响因素作用、优化夏季室内热环境提供了工具。 空调房间和自然通风房间的热环境特性存在诸多不同,相应的热舒适要求也存在一定差别。本文针对寒冷地区居住建筑热环境特征,以实际居住建筑中的人体主观感觉为研究对象,伴随客观参数测量的问卷调查手段,首次以模糊评价方法给出居住建筑自然通风房间热感觉的模糊评判模型,在此基础上给出热环境综合评价指标;针对居住建筑空调开启特性,根据住宅自然通风与空调临界转换条件,提出能耗修正系数以便对此类建筑的能耗进行正确科学的评价。进而将自然通风房间热舒适模糊评价结果编制成计算子程序,使整个程序可以方便地对居住建筑室内热环境进行定量化计算,并对其热舒适性及节能性进行评价分析。 西安建筑科技大学博士学位论文 利用热环境定量化分析及舒适性评价计算程序,对夏季自然通风条件下建筑特性与室内热 环境影响关系进行了定量化计算分析,得出在满足冬季节约采暖能耗要求的前提下,合理组织 自然通风是改善夏季室内热环境的有效手段;以寒冷地区三个城市为例,对比分析了不同地区 夏季自然通风的有效时数;结合实际测试分析,提出全面改善夏季室内热环境的系统优化设计 方法。


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