冷巷的自然通风效果分析研究

论文摘要

可持续发展是新世纪人类社会发展的主题,建筑的可持续发展在全球的可持续发展中占有重要地位。在节约能源、保持良好的室内空气品质的双重压力下,建筑的自然通风成为建筑节能的重要组成部分。尤其在岭南长期湿热的气候环境下,自然通风较之遮阳、隔热更为重要,加强自然通风就成为岭南建筑设计的重要内容。冷巷是岭南传统建筑的精髓,在建筑设计中具有组织自然通风的功能。本课题以岭南传统建筑-陈家祠冷巷为研究对象,通过对冷巷不同垂直高度上温度、湿度、风速的测量和Fluent软件对冷巷速度场及温度场的模拟,重点研究冷巷自身作为通风构件对自然通风的影响效果,分析冷巷对区域微环境的影响,同时研究冷巷的存在对室内热舒适度的影响,把冷巷机理这一传统技术应用到现代低层民用建筑中来,加强自然通风效果,从而实现建筑节能。通过研究主要得出以下结论:1.通过对冷巷不同垂直高度测点上的温度、湿度,风速的对比测试,得出太阳辐射是影响冷巷热环境的关键因素。2.外墙材料青砖的保温隔热性能比较好。同一时刻,冷巷内西外墙外表面的红外温度比庭院的北外墙低5℃左右,且都在15:00左右达到最大。同时西外墙内表面红外温度也稍低于北外墙,变化稳定且温差较小。3.与冷巷相连的室内PMV数值变化与室内温度变化大致一致,在测试过程中PMV值在2.0-3.0的范围内稳步上升,室内热环境较差,相对不舒适,应增加窗户等通风构件或加强机械通风以满足室内热舒适性。4.通过分析数值模拟结果得出,增加冷巷的高宽比和进深有利于冷巷的自然通风效果,但高宽比最好控制在36:1以内。利用现场测试和数值模拟相结合的方法分析陈家祠冷巷的自然通风方式,不仅可以评价冷巷对区域微环境的影响,还对建筑规划设计有一定的参考意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及目的
• 1.2 自然通风研究方法
• 1.3 课题研究的主要创新和内容
• 1.3.1 主要创新
• 1.3.2 主要内容
• 第二章 冷巷自然通风研究现状
• 2.1 自然通风的研究内容
• 2.1.1 影响自然通风的重要因素
• 2.1.2 陈家祠冷巷与自然通风
• 2.2 国内外自然通风的研究现状
• 2.2.1 国外相关课题的研究
• 2.2.2 国内相关课题的研究
• 2.3 本章小结
• 第三章 冷巷内热环境的测试与分析
• 3.1 测试参数及仪器介绍
• 3.2 日气象参数的测试
• 3.3 冷巷内外的温度对比测试
• 3.3.1 测点分布及装置
• 3.3.2 冷巷内外不同垂直高度上温度分布变化
• 3.3.3 冷巷内外地表辐射热流的变化
• 3.3.4 冷巷内外不同时刻温度的变化
• 3.4 冷巷内不同垂直高度上的温度、相对湿度和风速的测试
• 3.4.1 测点分布及装置
• 3.4.2 巷口巷尾的温度变化
• 3.4.3 不同高度上的相对湿度变化
• 3.4.4 不同高度上的风速变化
• 3.4.5 不同垂直高度上的温度、相对湿度、风速之间的联系
• 3.5 封闭巷口后的冷巷温度、相对湿度和风速测试
• 3.5.1 测点分布及装置
• 3.5.2 封闭冷巷不同垂直高度上的温度分布
• 3.5.3 封闭冷巷不同垂直高度上的相对湿度分布
• 3.5.4 封闭冷巷不同垂直高度上的风速分布
• 3.6 本章小结
• 第四章 冷巷外热环境的测试与分析
• 4.1 湿黑球温度的测量及室外热舒适性评价
• 4.1.1 测量装置及参数
• 4.1.2 湿黑球温度测量结果
• 4.1.3 室外热舒适评价模型
• 4.1.4 室外热舒适评价结果
• 4.2 外墙表面温度测试结果及分析
• 4.2.1 红外测温仪测试结果
• 4.2.2 红外热像仪测试结果
• 4.3 建筑墙体导热系数的测定
• 4.3.1 检测原理及装置
• 4.3.2 数据分析
• 4.4 室内热舒适性测试
• 4.5 本章小结
• 第五章 冷巷自然通风的模拟研究
• 5.1 Fluent 简介
• 5.2 建立计算模型
• 5.2.1 物理模型及其计算区域的确定
• 5.2.2 计算模型网格的划分
• 5.2.3 边界条件的设置
• 5.2.4 湍流流动控制方程
• 5.2.5 微分方程的离散求解
• 5.3 FLUENT 参数设置
• 5.4 模拟结果分析
• 5.4.1 模拟结果分析
• 5.4.2 模拟结果与实测结果对比分析
• 5.5 冷巷对自然通风的影响分析
• 5.5.1 巷宽为0.5m 其他条件不变的冷巷自然通风
• 5.5.2 巷宽0.5m，巷高18m 其他条件不变的冷巷自然通风
• 5.5.3 巷宽0.5m，进深25m 其他条件不变的冷巷自然通风
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 未来工作的展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文
• 致谢