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建筑科学 2016年第08期杂志 文档列表

建筑科学杂志计算分析

建筑风环境模拟中风参数不确定影响分析1-6

摘要：通过对绿色建筑室外风环境模拟案例进行调研发现,存在室外风气象数据源选取不统一、主导风参数定义不明确、冬夏季及过渡季划分模糊不清等问题,致使风环境模拟结果很难真正、科学地指导建筑设计。为此,本文基于两套代表性气象数据库及两种典型季节划分方法进行风参数条件不确定影响分析,研究发现不同气象数据源和不同季节划分法下室外主导风向及风速存在一定差异,相比而言气象数据源的影响更为显著,建议行业尽快统一规定各地室外气象数据源以及采用侯温法划分季节,有助于规范化建筑室外风环境模拟工作,促进绿色建筑健康发展。

绿色建筑风环境模拟技术要点敏感性分析7-12

摘要：通过对工程领域绿色建筑案例进行调研发现,目前室外风环境模拟分析存在处理方法不规范、技术要点不完整、设定条件不明确等问题,导致模拟结果具有很大的不确定性,进而影响结果判断和方案设计。以某一理想模型为例,开展不同计算区域、网格划分、湍流模型选取、方程离散求解以及软件工具等因素下的风环境模拟计算数值试验,进行单因素影响分析以及多因素敏感性分析,进一步定量认识技术要点对建筑风环境模拟结果的影响程度,为提高风环境模拟规范化水平及指导工程应用提供参考。

遮挡效应对行列式住区建筑风压差的影响13-19

摘要：研究建筑间遮挡效应对自然通风的影响,是优化住区设计、建设绿色住区和实现节能减排的重要问题。本文针对南方城市典型行列式住区,采用FLUENT软件建立119种不同参数的数值模型,通过TPUAD风洞实验数据验证模拟方法可靠性,通过模拟获取各模型的建筑风压差。分析发现,无遮挡单栋建筑风压差系数与建筑特征长度成正比,与建筑高度成反比。行列式布局对建筑风压差的遮挡效应表征参数为风向偏转角、分离距离、遮挡面积比和遮挡量。本文提出行列式住区的建筑风压差参数化模型,该模型可用于方案总平阶段的风环境评估和自然通风设计。

华东地区不同通风形式下住宅室内挥发性有机化合物浓度及暴露量模拟分析20-26

摘要：挥发性有机化合物（VOC）是室内最常见的污染物之一,主要来源于室内各种装饰装修材料的散发。通风是去除室内VOC最直接有效的方法,但不同的通风模式以及持续时间、风量大小都会使其室内浓度和可能产生的人体暴露量有所差异。本文以我国华东地区为例,通过文献调研了该地区新装修住宅室内甲醛的浓度水平,并以此估算了平均散发源强度。在此基础上,模拟计算了该地区的住宅建筑在夏季、冬季和过渡季,不同密闭情况下分别采用自然通风与机械通风时室内VOC浓度变化和可能的暴露量。模拟结果表明,室内VOC浓度与自然通风开关窗情况密切相关,当开窗通风时浓度迅速降低,关窗时浓度显著升高。各季节室内VOC日平均浓度主要由开窗通风时间决定,总体表现为冬季高于过渡季,过渡季又高于夏季,开窗时间越长、频率越高,日均浓度越小。在房间适宜开窗的情况下,自然通风去除室内污染物的效果远好于机械通风,但对于密闭性较好的住宅来说,在冬季和过渡季时,机械通风时室内的平均浓度要低于自然通风。

运用动网格和示踪气体对开关门内侵入过程的研究27-32

摘要：对于特殊的隔离场所,如事故状态下的控制室等,需要严格控制外界环境的污染气体进入到室内环境中,而开关门过程会引起外界气体的内侵入。本文中,建立了内套间和外套间的模型,利用动网格技术,研究平开门的开关门内侵入过程。并在外套间设置了SF6作为示踪气体,监视内侵入流量,并计算了内侵入量。结果发现,前门面的牵引和挤压作用引起了内侵入气流。对于不同的旋转用时,内侵入量保持在0.60 m3/h。

竖直壁面贴附式送风模式气流组织特性及其影响因素分析33-39

摘要：在对通风空调系统现有气流组织形式对比分析的基础上,提出了一种基于竖直壁面贴附式送风的新型气流组织形式。采用实验验证后的SST k-ω模型,对不同送风温度和速度下房间温度场和速度场分布进行了数值模拟研究,同时分析了排风口位置、房间尺度、送风口位置对该气流组织形式的影响。研究表明,送风速度是该模式气流组织特性的主要影响因素。房间气流组织效果与房间尺度和送风口位置有较大关系,受排风口位置影响较小。通过合理的参数设置,能够实现竖直壁面贴附式送风模式在现有建筑通风空调系统中的工程应用。

相变蓄能墙多因素热特性分析及优化研究40-46

摘要：建筑围护结构的热损失是建筑内部热量散失的主要途径。与传统墙体保温材料不同,相变蓄能技术可以利用潜热蓄能达到数倍于普通围护结构的蓄热和热惰性效果。该文针对我国北方地区夏季蓄冷,利用热焓法建立相变蓄能墙体物理模型并进行数值模拟,通过蓄热量、延迟性及熔化过程3个指标为依据来分析相变蓄能墙的因素影响特性。结果表明：夏季相变材料层设置在室内侧位置更有利;随着室内对流换热系数的增大,相变材料层的蓄热量随之增大,而延迟时间减小;相变材料层存在蓄热性能最优的最佳厚度;墙体材料和厚度的选择同样起到关键性作用,墙体材料厚度越大反而越不利于相变材料的蓄热性。该文所得出的优化结论对相变墙结构的优化与应用提供参考。

空心砌块通风墙体节能特性研究47-51

摘要：外墙的热工性能对于建筑护结构传热具有重要的影响,本文采用CFD数值模拟的方法对空心砌块通风墙体热工性能进行了研究。分析了在24 h及8：00~20：00空调运行模式时,不同空腔厚度及不同空气流速时通风墙体的内表面热流及温度,并与相同空腔厚度空心砌块普通墙体进行了对比。结果表明：空心砌块墙体内通风可降低墙体内表面的温度和热流。与普通空心砌块墙体对比,当空调24 h运行且空腔内流速为1 m/s时,厚度为80 mm、100 mm和120 mm的空心砌块通风墙体内表面热流分别降低39.1%、37.8%和36.1%;当空腔内流速为2 m/s时,内表面热流分别降低48.7%、48.0%和47.0%;当空调8：00~20：00运行且空腔内流速为2 m/s时,内表面热流分别降低29.6%、33.7%和31.3%。该结论可为空心砌块通风墙体的应用及优化设计提供依据。

夏热冬暖地区多孔建筑材料被动蒸发研究52-55

摘要：以外墙多孔饰面砖和地面多孔透水砖这两种典型的城市下垫面材料为研究对象,利用风洞模拟夏热冬暖地区代表城市的夏季典型室外热环境状况,对两材料分别在干湿状态下的隔热性能展开研究,结果表明：该多孔外墙饰面砖适宜用作墙体蒸发降温的水分载体,吸水润湿后分别降低墙体内、外表面温度达6.7℃和13.5℃,被动蒸发冷却作用显著,且能保持一周的降温优势。多孔透水砖外表面最大降温达6.1℃,被动蒸发优势主要体现在实验初期和后续上午时段,且对室外气温起到削峰延迟作用。

变频双级压缩空气源热泵系统中间喷射状态对性能的影响研究56-63

摘要：双级压缩空气源热泵是应用在低温室外环境下供暖的一种高效节能的热源,在我国寒冷地区逐渐获得推广使用,其可靠性和高效性主要依赖于中间压力等相关参数。采用带有中间换热器的双级压缩空气源系统作为研究对象,首先建立并验证了相关数学模型,然后分别研究了中间压力、中间换热器换热面积及其过热度与系统性能之间的关联规律。模拟结果显示中间过热度在一定范围内对系统COP几乎没有影响,在达到一定数值之后COP才明显下降;随着中间换热器面积的增加,系统COP先随之增长而后趋于平稳;最优COP对应的中间压力处于一个区间,在冷凝温度一定时蒸发温度越低中间压力对COP影响越显著;对于相同的蒸发压力,较高的冷凝温度相比于较低的冷凝温度条件下最优COP对应的中间压力范围要宽一些。在引进压缩机变频对其效率的修正之后,发现压缩机的变频调节对关联于系统最优COP的中间压力平缓区产生一定影响,且使COP的模拟值更接近于实测数据。

生物质烟气地板辐射供暖的模拟与分析64-68

摘要：针对烟气地板辐射的供暖方式,提出并建立了烟道传热的数值模型。通过Fluent有限元软件,对多种烟道搭建方法进行了比较。结果表明：后挡烟板宽度超出进口0.3 m左右、高度比例3∶4,前挡烟板距进口1/3烟道长度、错落高度比4∶2∶1的设计尺寸最优,地面温度均匀,热舒适性强。为新农村烟气地板供暖的设计提供一定参考。

岩土热物性参数的正态信息扩散法分析69-72

摘要：在地源热泵热物性测试中,经常会遇到测试样本数据太少的问题。根据浙江某项目地源热泵热物性测试数据,提出一种针对极小样本试验虚拟增广样本的方法。基于正态信息扩散原理,从虚拟增广样本和信息论的角度出发,充分利用虚拟样本,而不是先假设其服从某一经典概率分布,来求解样本信息扩散函数。利用K-S检验法,验证所求正态扩散函数的正确性,从而证明所得正态信息概率密度函数更加符合岩土热物性参数的真实分布,为推断整个项目岩土热物性参数的概率分布提供一定的参考。

基于正交设计的相变外墙对建筑热环境的影响分析73-78

摘要：基于正交设计方法利用FLUENT软件模拟了相变石膏板的导热系数、相变半径、相变潜热、相变温度对复合相变混凝土砌块外墙房间热舒适性的影响,得到相变石膏板的最优方案,并与空心砌块房间和EPS外保温房间进行了对比。研究结果表明：导热系数、相变半径越小,相变潜热越大,复合相变混凝土砌块外墙房间越舒适;冬夏季工况下,相变外墙中相变石膏板的优化位置均为砌块内孔;优化后的复合相变混凝土砌块外墙房间的热舒适性优于空心砌块房间和EPS外保温房间。

建筑科学杂志理论

新建建筑护结构热湿状态变化实验研究79-86

摘要：在西安某地建立了独立的原位实验房屋,对其钢筋混凝土外墙及屋顶等护结构的热湿参数进行了为期一年的检测,研究新建建筑围护结构的含湿饱和度和综合传热系数随时间的变化规律。实验结果表明,房屋围护结构的含湿饱和度在建成初期约8个月内,随时间逐渐降低,由开始的约54%下降到196 d后的约26%;围护结构的综合传热系数在建成一年内随时间呈线性递减,其中外墙由开始为其设计理论值的两倍多,减小到最后约1.3倍。该文旨在为新建建筑围护结构传热性能的正确评价提供帮助。

全玻璃真空管型家用太阳能热水器热性能影响因素试验研究87-92

摘要：利用研制开发的家用太阳能热水器热性能测试装置对全玻璃真空管型太阳能热水器热性能的影响因素进行了测试研究。通过测试,研究分析了单位面积容水量、真空管管间距、真空管长度、贮热水箱保温厚度等因素对全玻璃真空管型家用太阳能热水器热性能的影响。研究结果表明,单位面积容水量对家用太阳能热水器的热性能影响较大;在目前的保温工艺水平下,采用50 mm厚的聚氨酯保温就可以达到较好的保温效果。

广州地区校园夏季室外热环境舒适性研究93-98

摘要：对广州地区某校园夏季室外热环境进行了现场测试。在2014年8月至2014年10月期间,对环境参数开展现场测试和问卷调查研究,问卷调查共收到有效问卷1 582份。研究结果表明,广州地区夏季室外中性温度为23.9℃,而期望温度为23.7℃。广州居民对温度变化的敏感与其他地区存在不同程度的区别。可接受热舒适分析表明,90%被测对象可接受的热环境对应的SET＊上限为28.54℃,与其他地区可接受温度上限值有明显不同。运用线性回归的方法,建立了当地的热环境评价指标ASV＊,为环境设计者提供参考。

豫西地区下沉式生土窑居冬季热性能研究99-105

摘要：以豫西地区的下沉式生土窑居为研究对象,采用现场实测及理论分析方法对其冬季热性能进行定量研究。研究结果表明,下沉式设计可营造良好的庭院微气候,院心空气温度较之地上提升0.5~3.6℃,自然运行窑室内中心点空气温度在4.5~12℃之间波动;同时,窑室内空气及内壁面温度随进深及高度增加呈升高趋势。最后,选取地上砖混建筑以及火炕窑与自然运行窑室进行热环境对比,并提出温度变异系数衡量房间空气温度波动幅度。结果表明：燃烧火炕可提升室内温度3℃左右,砖混建筑室内温度最低且波动幅度最大。

重庆地区夯土民居春夏两季室内热环境测试分析106-110

摘要：为了解夯土民居春夏潮湿季节室内热环境特点,对重庆地区典型夯土民居进行了春夏两季的热环境测试。结果显示：在温度舒适的天气,室内外温度接近,但是室内潮湿状况严重;在温度较高的天气,夯土围护结构隔热效果明显,室内热环境较舒适。夯土围护结构在阴雨天气,吸收空气中的湿度,能降低室内潮湿程度;在晴朗天气,室内温度升高时,释放湿气。但是由于夯土民居开窗面积的制约,室内空气流通性差,使湿气在室内积累,难以散发至室外。通过合理控制窗户开闭与利用排风措施控制室内湿度,增强屋顶隔热性是提高夯土民居室内热环境的重要措施。