自然通风在丽江车站的应用与优化分析

论文摘要

自然通风是人们最早掌握的调节室内环境的重要手段之一,如何合理的利用自然通风来实现室内的热舒适性也成为人们研究的重点课题。丽江是全国著名旅游城市之一,丽江火车站的建成对丽江市旅游业的发展将起到巨大的推动作用,本文以丽江市火车站为例,重点研究自然通风在实际应用过程中的优化问题,对我们进一步了解自然通风有着重要的意义。本文以CFD模拟的方法为主,重点研究了自然通风在丽江车站的应用与优化问题,难点在于给出优化后的电动窗的开启控制规律。CFD模拟中流动控制方程为N-S方程,湍流模型采用标准的k-ε两方程模型,采用有限容积法对控制方程进行离散,模型建立采用由下至上的方法。为观察电动窗的开启规律,本文选择了216个典型计算点进行了计算,考虑到影响电动窗开启面积的主要因素是室内负荷和室外温度,而每个月的中性温度又各不相同,本文选择了采用Δt（中性温度与室外温度的差值）来描述电动窗的开启规律。分析结果表明：自然通风在丽江市有着很大的应用潜力；采用给定压力边界的方法来模拟自然通风准确可行；车站采用自然通风能够满足室内热舒适性的要求；自然通风虽是一种被动的冷却方式但对内部和外部因素的影响表现出一种自适应性；通过分析相似负荷下Δt（中性温度与室外温度的差值）与电动窗开启面积的关系将电动窗全年的开启情况归纳为六种模式,采用Δt变量来描述开启面积克服了不同月份下室内评判标准不同这一难题,同时Δt也是反映自然通风热动力的关键因素与开启面积有着密切的关系,该方法具有一定的普遍性；与中央空调和机械通风相比,车站采用自然通风具有明显的节能效果。研究结果对自然通风在实际工程中的应用具有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 自然通风技术研究方法及工具
• 1.2.2 国内外自然通风研究情况
• 1.3 本文的研究内容
• 1.3.1 问题的提出
• 1.3.2 主要研究工作
• 1.3.3 创新与预期成果
• 第2章 自然通风及数值模拟基本理论
• 2.1 自然通风的定义
• 2.2 自然通风的作用机理
• 2.3 自然通风的分类
• 2.4 数值模拟基本理论
• 2.4.1 基本控制方程
• 2.4.2 湍流的基本理论
• 第3章 丽江自然通风潜力分析及热舒适评价模型的确定
• 3.1 丽江市地理气候概况
• 3.2 自然通风气候潜力简析
• 3.2.1 室外风速情况
• 3.2.2 室外温度情况
• 3.2.3 太阳辐射情况
• 3.3 热舒适模型的确定
• 3.3.1 热舒适模型简介
• 3.3.2 中性温度的确定
• 3.3.3 丽江市自然通风热舒适模型的确定
• 3.4 本章小结
• 第4章 热压作用下车站自然通风数值模拟
• 4.1 丽江市车站工程简介
• 4.2 车站夏季计算
• 4.2.1 通风负荷的计算
• 4.2.2 通风量及开口面积的计算
• 4.3 自然通风CFD计算方法探讨
• 4.3.1 CFD计算方法的提出
• 4.3.2 算法的验证
• 4.4 车站自然通风的模拟
• 4.4.1 几何模型的建立
• 4.4.2 热压作用下自然通风的模拟
• 4.4.3 热压与风压联合作用下车站自然通风情况的模拟
• 4.5 本章小结
• 第5章 自然通风情况下车站开口规律的分析
• 5.1 自然通风房间热平衡关系式的建立及探讨
• 5.1.1 基本关系式的建立
• 5.1.2 模型的建立及讨论
• 5.2 热舒适评价模型的修正
• 5.2.1 热舒适方程
• 5.2.2 服装热阻
• 5.2.3 适应性评价模型的修正
• 5.3 车站客流量的分析
• 5.4 电动窗全年典型时刻开启面积及室内热舒适性预测
• 5.4.1 气象数据的选择
• 5.4.2 室内评价参考点的布置
• 5.4.3 全年典型时刻开启面积及室内热舒适性预测
• 5.5 控制规律
• 5.5.1 开启面积变化规律的初步探讨
• 5.5.2 控制规律的提出
• 5.6 能耗分析
• 5.7 本章小结
• 结论与建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文