寒区游泳馆防结露热工性能分析及模拟

论文摘要

与普通建筑相比,游泳馆高温高湿的特殊热工环境使得其室内的结露问题更加突出。结露问题影响建筑物的美观,降低建筑物的使用寿命,危害人体健康,限制玻璃幕墙等新技术的发展,妨碍了人们对更高的舒适水平的追求。影响游泳馆结露的因素主要有相对湿度、通风量和热负荷。因此解决结露问题的关键就在于:控制室内的相对湿度,使露点温度低于围护结构内表面温度;保证通风量,有效降低室内相对湿度;控制馆内总负荷,保证室内温度达到设计要求。本文从影响游泳馆结露的因素入手,首先对围护结构、热桥部位和通风空调的气流组织方式分析和校核,然后提出应采用设计合理的气流组织方式在节约能源的基础上解决游泳馆结露问题。在此基础上,本文对游泳馆模型进行了气流组织设计,送风采用上、中、下三层送风口,分别为方形喷口、圆形喷口和散流器送风,根据风口的作用不同,送风速度亦有区别。然后应用Airpak软件进行数值模拟,分析游泳馆的温度场、湿度场及速度场,验证了设计的气流组织方式对防结露的效果。针对影响室内流场的各种因素,本文模拟分析了送风温度、送风的相对湿度、送风速度、送风口的角度以及风口间距对结露的影响。最终得出以下结论:1)送风温度应≥32℃;2)送风相对湿度应<55%;3)上两层风口的送风速度最好保持在6m/s、4m/s以上,下层风口的送风速度不要过大;4)上层风口角度在上扬15°左右贴附效果较好,中部风口在下倾15°时需适当加大风速,下部风口负责池边区域的空气调节,送风角度在下倾15°以上为宜;5)上部空间风口间距在一定范围内适当加大,不会对流场造成太大影响,中、下风口间距对流场影响比较大,最好在7m以下。本文主要从气流组织的设计方面为解决游泳馆结露问题提供了一定的理论依据,对实际工程空调系统的设计具有指导意义和实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 游泳馆热湿环境特点
• 1.1.2 防结露控制原则及主要措施
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 本文研究内容
• 第2章 游泳馆结露的热工分析
• 2.1 影响游泳馆结露的主要因素
• 2.2 围护结构结露分析及校核
• 2.2.1 围护结构结露分析
• 2.2.2 围护结构结露校核
• 2.3 热桥部位的结露分析及校核
• 2.3.1 热桥的存在对房间负荷的影响
• 2.3.2 热桥部位内表面温度的计算
• 2.4 气流组织设计对游泳馆结露的影响
• 2.4.1 比赛大厅气流组织设计要求
• 2.4.2 目前常用的气流组织形式
• 2.4.3 游泳馆常用气流组织形式比较分析
• 2.4.4 气流组织计算方法
• 2.5 本章小结
• 第3章 游泳馆热工参数确定
• 3.1 游泳馆设计概况
• 3.1.1 主要设计气象参数
• 3.1.2 游泳馆室内设计参数选取
• 3.2 游泳馆室内散湿量计算
• 3.2.1 池区散湿量计算
• 3.2.2 池边湿润地面散湿量计算
• 3.2.3 观众散湿量计算
• 3.3 游泳馆新风量确定
• 3.3.1 池厅除湿所需新风量
• 3.3.2 室内人员所需新风量
• 3.4 系统负荷计算
• 3.4.1 传热系数K的选取
• 3.4.2 系统负荷的确定
• 3.5 采暖、通风及空调系统
• 3.5.1 散热器散热面积计算
• 3.5.2 空调系统送风量计算
• 3.6 气流组织形式设计
• 3.7 本章小结
• 第4章 游泳馆室内流场的模拟分析
• 4.1 AIRPAK简介
• 4.2 游泳馆数学模型
• 4.2.1 Reynolds（雷诺）时均方程
• 4.2.2 标准k? ε模型
• 4.2.3 近壁区的处理
• 4.3 游泳馆模型几何参数
• 4.4 物理模型简化设定
• 4.5 材料设置
• 4.6 边界条件
• 4.7 网格生成
• 4.8 求解器
• 4.9 收敛标准确定
• 4.10 模拟结果及分析
• 4.10.1 房间各断面流场结露情况分析
• 4.11 本章小结
• 第5章 不同送风工况防结露效果分析
• 5.1 不同温度工况分析
• 5.1.1 送风温度34℃工况分析
• 5.1.2 送风温度32℃工况分析
• 5.1.3 送风温度30℃工况分析
• 5.2 不同相对湿度工况分析
• 5.2.1 相对湿度 50%工况分析
• 5.2.2 相对湿度 55%工况分析
• 5.2.3 相对湿度 60%工况分析
• 5.3 不同速度工况分析
• 5.3.1 速度方案1 工况分析
• 5.3.2 速度方案2 工况分析
• 5.4 不同送风口角度工况分析
• 5.4.1 送风口角度方案1 工况分析
• 5.4.2 送风口角度方案2 工况分析
• 5.5 不同风口间距工况分析
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢