室内遮热措施的能耗及舒适性研究

论文摘要

随着经济建设的不断加快,人们生活水平不断提高,居民对居住环境的舒适度提出了更高的要求。在现代建筑的设计中,怎样保证获得热舒适的同时而又达到节能的目的,越来越受人们的关注;围护结构在节能和减少人体冷、热辐射方面发挥重要作用,对围护结构的合理设计是达到现代建筑要求的一项重要措施。我国现代建筑多为填充墙、较薄、开窗多而且开窗面积较大,室外各种热量容易传入室内,特别是西墙和屋顶的钢筋混凝土楼板,导热系数和热容量都比较大,白天吸热多且热辐射多,温升高对室内长波辐射强,而且平屋面比坡屋面的平均角系数大,白天吸收太阳辐射多,晚上又因热惰性较大而散热慢。所以现代建筑的顶层和西向房间白天和晚上的热环境比较差。在我国节能的大前提、大背景下。加强建筑围护结构的隔热是建筑节能的一大有效途径。关于围护结构内壁面辐射对人体舒适性的影响,之前人们更多关注的因素是内壁面平均辐射温度,而本文创新性的提出了通过改变围护结构内壁面的发射率来减少内壁面与人体间的辐射换热,进而达到改善人体舒适性及节能的目的。通过对传统空调系统和地板辐射供冷、暖系统的研究,得到如下结果:①传统空调系统下,通过降低围护结构内壁面材料的发射率,三种模型都可以得到较好的舒适性,且外墙数目越多,节能效果越明显,冬季要比夏季有更好的节能效果。模型一在相同的舒适性条件下,夏季的室内设计温度可以提高1℃,节约空调能耗越8%,冬季的室内设计温度可以降低4℃,节约能耗越20%-40%;模型二在相同的舒适性条件下冬季的室内设计温度可以降低3℃,节约能耗越15%-30%;模型三在相同的舒适性条件下冬季室内设计温度可以降低2℃,节约能耗10%-20%。②地板辐射供冷、暖系统下,通过降低围护结构内壁面的发射率,对于分析的模型,冬季采用低发射率材料的围护结构内壁面温度要比普通围护结构的内壁面温度低接近1℃,且单位面积外墙可节约能耗2.72W,总的来说,围护结构内壁面采用低发射率的建筑较普通建筑节约能耗12%左右;且采用低发射率的材料得到的舒适性要比普通围护结构高0.6658,相应的可降低室内设计温度1.1℃左右。夏季围护结构采用低发射率的材料要比普通材料具有更差的舒适性,而传统空调系统围护结构采用低辐射率的材料要比普通材料具有较好的舒适性。③围护结构采用低发射率的材料+冬季地板辐射采暖+夏季传统空调系统对于全年来说都将获得较好的舒适性,节能效果也较明显。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题学术和实用意义
• 1.2 国内外节能现状
• 1.2.1 国外节能现状
• 1.2.2 国内节能现状
• 1.2.3 模拟软件发展现状
• 1.3 建筑遮热措施研究现状
• 1.4 本课题的研究内容
• 2 围护结构传热原理
• 2.1 围护结构的传热
• 2.1.1 表面感热过程
• 2.1.2 构件传热
• 2.1.3 表面散热
• 2.2 围护结构内表面温度
• 2.3 围护结构隔热
• 2.4 围护结构内表面最高温度
• 2.5 物体表面间的辐射换热
• 2.5.1 黑体表面之间辐射换热
• 2.5.2 两表面特殊放置时的辐射传热
• 2.6 两个灰体表面组成的封闭系统的辐射换热
• 2.6.1 两表面特殊放置时的辐射传热
• 2.7 不同情况时人体与环境壁面间的辐射换热
• 2.8 平均辐射温度
• 2.9 本章小结
• 3 室内热环境及人体热舒适
• 3.1 FANGER 热舒适方程的建立
• 3.1.1 热平衡方程
• 3.1.2 人体热舒适方程
• 3.2 影响热舒适方程式应用的因素
• 3.2.1 物理因素
• 3.2.2 个人因素
• 3.2.3 其他因素
• 3.3 预测平均投票值 PMV（PREDICTED MEAN VOTE）和预测不满意率 PPD（PREDICTED PERCENTAGE OF DISSATISFIED）
• 3.3.1 预测平均投票值PMV（Predicted Mean Vote）
• 3.3.2 预测不满意率 PPD（Predicted Percentage of Dissatisfied）
• 3.4 FANGER 热舒适方程的改进
• 3.4.1 热舒适参数的选择
• 3.5 本章小结
• 4 传统空调系统下围护结构内壁面发射率对人体舒适性及建筑能耗的影响
• 4.1 模型一计算分析
• 4.1.1 模型一夏季情况分析
• 4.1.2 模型一冬季情况分析
• 4.2 模型二计算分析
• 4.2.1 模型二夏季情况分析
• 4.2.2 模型二冬季情况分析
• 4.3 模型三计算分析
• 4.3.1 模型三夏季情况分析
• 4.3.2 模型三冬季情况分析
• 4.4 本章小结
• 5 辐射供冷暖系统下围护结构内壁面发射率对人体舒适性及建筑能耗的影响.
• 5.1 地板辐射供冷、暖辐射换热模型
• 5.2 求解结果分析与讨论
• 5.2.1 冬季情况计算结果
• 5.2.2 夏季情况计算结果
• 5.3 本章小结
• 6 结论和展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文: