湖南省小型住宅通风外墙隔热性能研究

摘要

全球能源消耗基本趋于稳定的增长态势，平均每年以3%的速度增加。目前，中国的建筑工业正以惊人的速度发展。在过去的五年里，中国已建成的建筑面积达3.9亿平方米。随着人口的增长及人民生活水平的提高，建筑能耗在中国总能量消耗中所占的比重越来越大，据统计分析，1998年中国建筑能耗约占全社会总能耗的27.6%，预计未来将提高到35%左右]。为获得舒适的热环境，人们大量使用机械制冷装置，不仅消耗了能源，而且对环境也造成了破坏。通风外墙作为一种被动式技术，是建筑可持续发展的重要研究方向之一，也是降低中国建筑能耗的重要应用技术。
　　本文以通风外墙为研究对象，使用κ-ε湍流模型和增强壁面函数法建立了数学模型，以长沙地区气象参数为例，对影响通风外墙隔热性能的各个参数进行了非稳态模拟，得出了各个结构尺寸对通风外墙隔热性能的影响规律以及通风通道最合适的宽度尺寸为0.3m～0.5m，并对影响日平均热流密度变化的四个结构因素进行了正交试验优化分析，得出了四个因子对通风外墙隔热性能影响的大小顺序为：通风外墙通道宽度，进出口高度，蓄热墙厚度，通道高度。
　　本文还在非稳态条件下，对通风外墙、外保温墙体、普通墙体进行了保温隔热数值计算分析，得出了夏季通风外墙体无论在隔热、保护结构层方面以及维持室内热舒适方面的都有明显的优势；冬季能通风外墙的保温性能比保温外墙差，但是好于普通外墙。对今后通风外墙在湖南地区小型住宅外墙节能的应用有一定的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外建筑节能研究现状

1.2.1 国外建筑节能研究现状

1.2.2 国内建筑节能研究现状

1.3 被动式技术

1.3.1 被动式技术介绍

1.3.2 被动式技术在我国的应用潜力

1.3.3 被动式技术的研究进展

1.4 问题提出

1.5 本文研究内容

1.6 本文研究方法

1.6.1 理论分析

1.6.2 数值模拟

第2章 通风外墙的原理分析及数学模型

2.1 自然通风原理分析

2.1.1 热压作用

2.1.2 风压作用

2.2 通风外墙数学模型

2.2.1 湍流数学模型

2.2.2 余量及收敛判据

2.3 本章小结

第3章 通风外墙非稳态工况数值模拟分析

3.1 Fleunt软件介绍

3.2 物理模型建立

3.2.1 物理模型简化

3.2.2 网格划分

3.3 边界条件

3.3.1 室外气象参数计算

3.3.2 边界设置

3.4 影响通风外墙隔热性能的因素分析

3.4.1 室外气象参数对通风外墙隔热性能的影响

3.4.2 通道宽度对隔热性能的影响

3.4.3 进出口高度对隔热性能的影响

3.4.4 通风外墙高度对隔热性能的影响

3.4.5 通风外墙蓄热墙厚度对隔热性能的影响

3.4 各结构因素对通风外墙隔热性能的影响大小

3.4.1 正交试验设计方法

3.4.2 正交试验设计

3.4.3 模拟结果分析

3.4.4 直接比较结果

3.4.5 极差分析

3.5 本章小结

第4章 通风外墙的保温隔热对比分析

4.1 非稳态数值计算说明

4.1.1 物理模型

4.1.2 计算基本参数

4.2 四种外墙隔热性能分析

4.2.1 计算结果

4.2.2 结果分析

4.3 四种外墙保温性能分析

4.3.1 计算结果

4.3.2 结果分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A(攻读学位期间所发表的学术论文目录)