寒冷地区居住建筑夏季室内热环境研究

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.该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.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.

目录

文摘

英文文摘

声明及关于论文使用授权的说明

1.绪论

1.1研究背景

1.2国外室内热环境及节能问题研究发展趋势

1.3国内建筑节能研究概况及本课题的研究意义

1.4拟解决的关键问题

2.寒冷地区居住建筑夏季热环境相关因素分析及现状调查

2.1夏季室内热环境影响因素概述

2.2气候的分区及特征

2.3建筑影响因子对热环境的作用分析

2.3.1城市及住区总体规划设计的影响作用

2.3.2居住建筑单体形式的影响作用

2.3.3寒冷地区居住建筑的热工特性

2.4建筑室内热环境相关因素的综合作用分析

2.4.1其它物理环境因素的影响

2.4.2人文环境因素的影响

2.4.3综合影响作用分析

2.5寒冷地区住宅夏季热环境调查及问题分析

2.5.1住宅热环境现状调查的意义及调查概况

2.5.2夏季住宅热环境现状总体调查结果

2.5.3自然通风房间与空调房间舒适性调查

2.5.4关于声、光环境的调查统计

小结

3.居住建筑自然通风房间室内热环境动态分析模型与数值模拟

3.1自然通风房间热环境分析工具研究概况

3.1.1微观描述模型

3.1.2宏观描述模型

3.1.3自然通风房间热环境研究文献综述

3.1.4宏观描述方法对自然通风居住建筑的适用性分析

3.2建筑通风方式及定量化计算方法

3.2.1建筑通风的意义和主要方式

3.2.2自然通风作用机理及计算分析

3.2.3居住建筑中热压和风压共同作用的自然通风量的计算

3.3居住建筑夏季自然通风与热量传递耦合作用模型

3.3.1自然通风房间的热力系统分析

3.3.2建筑热过程数学模型

3.4居住建筑自然通风房间热环境数值模拟及计算程序

3.4.1区域离散化及离散方程的建立

3.4.2自然通风房间室内温度的耦合求解计算方法

3.4.3 Matlab计算程序介绍

3.5计算结果与实测验证分析

小结

4.寒冷地区夏季住宅自然通风房间热舒适标准的研究

4.1热舒适研究概况

4.1.1热舒适研究发展历史

4.1.2自然通风建筑热舒适评价

4.2研究设想及方案

4.3热舒适调查背景

4.4住宅自然通风房间热感觉模糊评判

4.4.1模糊数学的基本概念和对热舒适研究的适用性分析

4.4.2热感觉模糊评判模型

4.4.3隶属函数的模糊统计

4.4.4自然通风房间平均热感觉和不满意百分率的模糊评价

4.4.5自然通风房间热环境满意率及能耗的模糊评价

4.4.6热舒适满意度与室内空气品质（IAQ）满意度的相关性

小结

5.寒冷地区居住建筑夏季室内热环境的动态分析及优化方法

5.1日周期变化规律作用下建筑特性对夏季热环境的影响关系分析

5.2季节性周期变化规律下夏季自然通风有效时数的计算与分析

5.3夏季自然通风房间与空调房间热环境实测分析

5.3.1室内温度场分布测试与分析

5.3.2房间黑球温度的测试

5.3.3室内CO2浓度的测定

5.3.4不同热环境条件下人体生理反应测试与分析

5.4居住建筑热环境优化设计方法

小结

6.结论

致 谢

参考文献

附录1夏季住宅热舒适性主观问卷调查表

附录2博士研究生学习阶段发表的论文及主要科研工作