广州地区居住建筑自然通风节能效果与措施研究

【摘要】： 随着能耗的增长,我国对建筑提出了明确的节能要求,南方建筑实现节能的主要措施是:隔热、遮阳和自然通风。依据现行的有关规范,基本上可以定量评价隔热和遮阳措施的节能效果,而关于自然通风节能,更多的是定性分析,定量分析方面尚无成熟的方法和结论。针对此种情况,本文提出了量化自然通风节能效果的研究方法,并用此方法研究了广州地区居住建筑的自然通风节能效果,主要研究工作如下: (1)将自然通风节能率作为自然通风节能效果的评价指标,量化自然通风的节能效果。根据本文的研究结果,自然通风节能率为间歇空调运行模式下,自然通风的建筑能耗与基准建筑能耗相比的减少率。具体研究方法为:以广州地区居住建筑为研究对象,首先使用DeST-h软件按照间歇空调运行模式模拟计算不同换气次数下的建筑基础室温,得出建筑在典型气象年中的通风节能时段及其必须的换气次数(理想换气次数),然后以通风节能时段内逐时的室外风向和风速为边界条件,使用PHOENICS软件模拟建筑风环境计算实际通风换气次数,最后使用DeST-h软件计算实际通风换气次数下的能耗,同基准建筑能耗对比,分析自然通风的节能效果。 (2)对不同换气次数下的通风节能时数和自然通风节能率进行了研究,换气次数20次/h可作为自然通风节能效果显著时所需的最小值;室外条件相同时,普通构造建筑自然通风节能潜力和通风平衡温度均低于节能构造。 (3)对普通构造建筑的窗口风速、室内风速以及室内外温湿度进行了实测。测试期间,室外风向为东至东南方向,各个测试房间中,偏东南朝向的卧室通风较好,偏西北朝向的房间通风差;关闭卧室房门,对通风效果有显著的不利影响。 (4)对比分析实际换气次数和理想换气次数下的通风节能时数,某些时段实际换气次数小于理想换气次数,由于室外风速风向与建筑布局,门窗开口等原因,建筑无法充分利用自然通风的节能潜力。比较基准建筑的能耗和实际通风后的能耗:普通构造建筑自然通风节能率为6.14%。针对卧室开窗关门通风效果较差这一问题,提出了机械通风措施,使用PHOENICS软件对卧室加风机前后的通风情况进行了模拟分析,卧室装有风机后,通风换气次数增加了11次/h,自然通风节能率可增加9.2%,通风效果增强。 【关键词】：自然通风 居住建筑 节能效果 换气次数
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TU834
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 课题背景12-13
• 1.2 国内外研究现状13-22
• 1.2.1 自然通风研究方法13-17
• 1.2.2 自然通风潜力及效果研究17-20
• 1.2.3 自然通风应用措施研究20-22
• 1.3 本文主要研究内容和思路22-24
• 第二章 广州地区居住建筑自然通风节能效果研究方法24-44
• 2.1 气候资源分析24-32
• 2.1.1 广州地区气候特征下的空调运行和通风情况24-32
• 2.1.2 风资源分析32
• 2.2 自然通风节能效果研究方法及评价指标32-34
• 2.3 DeST 软件介绍与计算模式选择34-38
• 2.3.1 DeST 软件介绍34-35
• 2.3.2 计算模式选择35-38
• 2.4 PHOENICS 软件介绍及K - ε模型验证38-43
• 2.4.1 PHOENICS 软件介绍38-40
• 2.4.2 K - ε模型及校验40-43
• 2.5 本章小结43-44
• 第三章 自然通风节能潜力分析44-53
• 3.1 自然通风节能潜力分析44-46
• 3.2 自然通风节能时段分析46-48
• 3.2.1 自然通风节能时段46-47
• 3.2.2 通风节能时段内的室外风向47-48
• 3.3 自然通风平衡温度分析48-51
• 3.3.1 平衡温度分析方法48-50
• 3.3.2 不同通风换气次数下的平衡温度50-51
• 3.4 本章小结51-53
• 第四章 建筑自然通风实测研究53-64
• 4.1 实验内容53-57
• 4.1.1 实测建筑概况53
• 4.1.2 测点布置及实验仪器53-57
• 4.1.3 实验工况57
• 4.2 实测数据结果分析57-63
• 4.2.1 窗口平均风速变化规律57-58
• 4.2.2 室内风速变化规律58-59
• 4.2.3 自然通风换气次数59-60
• 4.2.4 开窗开门和开窗关门风速对比分析60-61
• 4.2.5 自然通风效果61-63
• 4.3 本章小结63-64
• 第五章 建筑自然通风节能效果评价64-84
• 5.1 自然通风数值模拟64-68
• 5.1.1 模拟方法64-65
• 5.1.2 模型建立65-67
• 5.1.3 数值模拟结果验证67-68
• 5.2 建筑自然通风舒适性及效果评价68-73
• 5.2.1 开窗开门结果分析69-70
• 5.2.2 开窗关门结果分析70-72
• 5.2.3 风向对通风换气次数的影响72-73
• 5.3 通风节能时数分析73-79
• 5.3.1 开窗开门结果分析73-75
• 5.3.2 开窗关门结果分析75-79
• 5.4 自然通风节能率79-80
• 5.4.1 建筑自然通风节能率79-80
• 5.4.2 各个房间的自然通风节能率80
• 5.5 机械辅助通风数值模拟80-82
• 5.5.1 模拟计算80-81
• 5.5.2 模拟结果分析81-82
• 5.6 本章小结82-84
• 第六章 总结与展望84-86
• 6.1 本文主要结论84-85
• 6.2 未来工作展望85-86
• 参考文献86-92
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果92-93
• 致谢93

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