青海湟源民居太阳能利用空间性能验证及优化研究

以青海省湟源县现代民居和传统民居为研究对象,通过实地调研提取民居的被动式太阳能利用空间,分析其实际应用情况。基于太阳能利用空间的性能原理,提取出水平式阳光间、垂直式阳光间、庭院阳光间、双层墙、缓冲空间。为实现严寒条件下民居的高效节能、舒适居住的目标,借助模拟工具Design Builder软件,针对典型民居案例进行模拟验证,详细分析了水平式阳光间、垂直式阳光间、庭院阳光间、双层墙和缓冲空间的性能,并据此提出优化策略,为青海高原地区太阳能建筑技术的发展与应用提供有益指导。

渗透型太阳能空气集热器集热效率研究

将CFD模拟引入太阳能空气集热器设计研究领域,对渗透型太阳能空气集热器(UTC)的工作特性进行了模拟分析,并与传统空气集热器进行了比较。在数值模拟的基础上,制作了几种实验模型并进行了实验研究,对其送风温度和热效率进行了测试。通过模拟和模型实验,说明了UTC在新风预热领域中无可比拟的优势,显示了CFD工具在空气集热器研究领域中的优势。

拉萨地区被动太阳能传统民居测试研究

针对拉萨地区某一经过被动太阳能改造典型藏族单层民居,分别在冬、夏季测试了室外气温、太阳辐射强度和不同房间的室内温度。分析测试结果后发现:在拉萨的典型天气条件下(冬季室外平均气温约为0℃,日照时间内太阳总辐射平均强度约为0.45kW/m^2),采用大面积南向单玻外窗的被动太阳房室内最低温度与其他房间接近,平均温度和最高温度分别比其他房间提高约3℃和7℃;而被动太阳房在夏季并未出现明显的过热现象。针对该地区被传统民居室内温度整体偏低、被动太阳房室内温度波动大的现状,提出了加强建筑保温和蓄热性能的改造建议。

青藏高原地区Trombe墙式太阳房供暖性能测试分析

对青藏高原地区Trombe墙式太阳房室内外空气温度、水平面和南立面太阳直射散射辐射强度、集热蓄热墙夹层温度分布、通风孔风速和风温，墙体热流等参数进行测试。通过对测试数据分析，认为：Trombe式太阳房具有较好的集热和蓄热性能；通风孔在日出后2—3h开启、日落前1h关闭效果最佳；该地区Trombe墙日平均热效率可达69．7％；节能率可达72．8％。

相变材料蓄能式毛细管网地板辐射采暖实验研究

将毛细管网、PE地暖管分别与沙子及相变材料结合应用于低温地板辐射采暖系统,通过实验研究4种不同组合形式下的供暖效果和蓄放热特性。结果表明:白天达到相同实验房间温度所需的充热时间,沙子-毛细管网组合是沙子-PE管的40%,相变材料-毛细管网组合则是相变材料-PE管的44%。进一步考察夜间停止热水循环后,利用4种组合形式的蓄热对房间的供暖效果,发现相变材料作为填充层的持续放热时间是沙子时的2倍。对于相变材料-毛细管网组合,较大热水流量(1.40m3/h)时地板蓄热量是小流量(0.81m3/h)时的1.4倍,且大流量情形在放热过程维持舒适房间温度的时间是小流量时的1.14倍。实验结果为相变材料蓄能与毛细管网结合用于太阳能低温热水采暖,降低常规地板采暖能耗提供了依据。

集热蓄热墙保温构造形式优化及适应性分析

将集热蓄热墙物理模型简化,采用数值模拟和实测验证相结合的方法研究不同保温构造形式下墙体的动态集热供热特性。结果表明:外保温构造的集热蓄热墙,其对流供热量受太阳辐照变化敏感,昼间瞬时供热量大,集热效率最高;而采用内保温、无保温时,二者规律相似,墙体蓄热能力强,供热量在时间上分布更为均匀。通过对集热蓄热墙式太阳房室内热环境的模拟计算分析,提出拉萨地区集热蓄热墙宜采用无保温或内保温形式,且可基本满足全天热舒适需求;西宁地区采用外保温形式时,可满足白天时段房间的供暖需求,夜间尚需其他主动采暖配合。

自然运行下乡村太阳能建筑热工参数对室内空气温度的影响

我国西北地区太阳能资源丰富,但传统乡村建筑的太阳能热利用效率并不理想。以宁夏中卫地区的气候特征和乡村建筑模型为例,采用调研测试与建筑热平衡分析相结合的方法,揭示了自然运行条件下乡村太阳能建筑的构造参数对冬季室内空气温度的影响规律。结果表明,建筑的南向窗墙面积比、外墙传热系数对冬季室内温度影响显著,而外窗的构造及热工参数影响较小。南向窗墙面积比由0.30增大至0.55时,采暖期室内平均温度可提高35.9%,最冷月室内平均温度可提高153.3%。南向窗墙面积比为0.5时,采用SI-3型夹芯保温构造墙体,自然运行条件下,采暖期平均室内温度可达10.2℃,1月份室内平均温度可达5.2℃。研究结果可为西北乡村太阳能采暖建筑构造优化及室内热环境改善提供理论参考。

室内3种送风方式下人体气溶胶颗粒数值模拟

目的探讨空调房间不同气流组织形式下,人体持续说话散发气溶胶颗粒污染物的运动分布规律,探求空调房间合理的气流组织形式.方法运用CFD—fluent6.2模拟软件对空调房间上送下回、顶送下回及下送顶回3种送风方式进行模拟研究.分析不同送风方式下人体散发气溶胶颗粒的质量浓度分布及传播距离,房间换气次数对气溶胶污染物的质量浓度影响.结果顶送下回送风方式5次/h换气时气溶胶颗粒运动距离为1.5 m,而10次/h换气时气溶胶颗粒运动距离为1.0 m.结论相同换气次数下,顶送下回送风方式室内空气质量较佳.随着换气次数的增加,室内同一位置污染质量浓度降低,颗粒物传播范围减小.对于顶送下回送风方式增大换气次数不能降低人体感染风险.

太阳能相变蓄热集热墙二维非稳态模型及分析

通过对太阳能相变蓄热集热墙系统的简化,建立一套能较准确反映系统热特性的二维模型,应用CFD方法,结合该模型对系统进行稳态和非稳态模拟。通过与文献中计算结果的对比,验证了该模型的准确性,误差在±6%以内。藉此模型,模拟分析了空气通道宽度对太阳能相变蓄热集热墙系统热特性的影响,结果表明,计算工况下当空气通道宽度为13cm时,系统的平均供热量最高。

日光温室内太阳辐射照度分布的试验研究

为了解不同天气条件下,太原地区日光温室内光照度的时空分布规律和PVC膜透射率与时间的关系,在该地区一实际日光温室中利用TBQ-2总辐射表,对不同天气条件下室内外太阳辐射照度进行了连续测试。结果表明,PVC膜对太阳辐射的透射率随太阳高度角的增大而增大;晴天的透射率最大,阴天的最小;晴天室内最大太阳辐射可达阴天的5倍左右;温室竖向的辐射照度均匀性要好于横向,阴天的辐射照度均匀性要好于晴天;后坡和保温棉被卷起后的遮阴,不利于后墙充分吸收和转移太阳能而全天候平衡室内气温。

集热蓄热屋顶式太阳房热过程及优化设计

提出用集热蓄热屋顶取代普通屋顶的新型太阳房结构，建立该集热蓄热屋顶式太阳房物理及数学模型，并以供热量和所营造的室内环境为衡量指标对集热蓄热屋顶结构倾角、循环风量、保温构造等进行优化分析。以拉萨采暖期典型气象条件为基础进行实例分析，获得集热蓄热屋顶优化结果：集热蓄热屋顶倾角约45°时供热能力最佳；建议循环风量O．086～0．115m3／s；通过对典型房间热环境的模拟计算，得到平屋顶和45°坡屋顶集热蓄热构件可分别提高平均基础室温5．0和8．3℃，屋顶采取外保温措施后，在此基础上平均室温可分别提高2．5和3．4℃。

太阳能技术在建筑节能中的应用形式及工程实例分析

通过太阳能技术在建筑节能中应用形式的探讨和典型工程实例分析,指出太阳能技术应用于建筑的环保性、经济性以及在缓解能源紧张、节能减排、促进社会经济可持续发展中所起到的重要作用,提出应积极推广太阳能技术在建筑上的应用。

顶层房间夏季室内热环境评价指标

通过对自然通风顶层房间夏季室内热环境的实测和分析,确认了这种热环境的两个主要特征.分析认为,评价这类不对称辐射热环境时,应同时考虑高温和房间内表面温度不对称的综合影响.为此,建议同时采用热应力指标HSI和辐射热通量QR作为这类环境的综合评价指标,并对实测房间运用这一指标进行了分析和讨论.

被动除湿太阳房实验研究

从节能、环保、战略与效率的角度阐述了被动太阳房除湿与传统除湿方法相比,有其独特的优势。而且,高湿环境不仅影响到室内人员的热舒适感,而且对室内卫生条件,人体健康,室内设备,室内家具的使用寿命等也有不利影响。为了降低室内湿度,我们设计了一种新的除湿构件,利用太阳能使其再生循环使用,试验证明,这种除湿构件具有很好的除湿效果,可以在一定范围内推广使用。

蒙族民居的热工特性及演变

从分析现有草原牧民住宅的类型入手 ,重点研究了现有草原牧民住宅的热环境特性 ,旨在揭示草原牧民住宅演变发展的内在规律 ,剖析现有住宅所采用的材料。

中小学建筑供暖能需与被动太阳能技术匹配分析

中小学不同的功能建筑具有不同的运行模式及功能需求,各典型被动太阳能技术所营造的热环境特征存在差异,寻找各功能教学建筑适宜的被动太阳能技术是在中小学推广被动太阳能采暖的前提。该文在不同太阳能资源、热工分区基础上,结合中小学建筑使用的特殊性,经模拟分析研究不同地区、时段被动太阳房技术的室内热环境,为选择适宜的被动太阳房类型提供依据。提出高适宜、较适宜、部分适宜以及不适宜等4类地区,以及在不同区域不同使用模式下各类被动太阳房的优先级。

计算机模拟辅助云阳县热环境规划

运用计算机模拟云阳地区的热环境,并结合实测数据,对云阳新城的现有热环境进行分析,并从热环境的角度对云阳的城市规划提出了辅助性的建议;同时证明使用计算机模拟能够为城市的热环境分析提供一个较为准确而便利的手段。

多孔材料湿平衡曲线拟合函数的确定

多孔材料湿平衡曲线是了解和获得围护结构湿传递过程中有关特性参数、传递系数和进行湿过程动态分析的基础。本文以一种新型保温砂浆的湿平衡实验数据为例,比较了3种等温吸放湿曲线和1种水分保持特性曲线用来表达湿平衡状况的优劣。结果表明,在吸湿阶段,利用FSEC模型可以得到很好的结果,所有测试点的拟合相对误差都可以控制在4%以内;在整个湿平衡阶段,Gauss模型则是4种模型中与实验数据最为接近的。

廊坊地区农村住宅被动式太阳能采暖应用研究

选取廊坊市农村地区一处典型住宅进行现场测试和调研,发现其冬季室内温度过低、舒适性差等问题,就此提出利用被动式太阳房的节能改造策略;并通过ECOTECT模拟最冷日的改造前和改造后的室内温度,得出室内温度变化曲线,与原有房屋室内温度比较,分析了廊坊市农村地区应用太阳房的可行性,以达到提高居住舒适度和降低能源消耗的目的。

国外被动式太阳能房的新进展

被动式太阳能房作为可持续建筑研究领域的重要研究对象,深受建筑师们的关注。因此对国外被动式太阳能建筑的发展历程进行归纳总结必然能促进国内此类建筑的发展。该文基于对20世纪国内外被动式太阳能技术的简要梳理与对比,和本世纪国外最近的被动式太阳房发展走向的总结,提出了在他们发展经验中值得注意的一些方面,以期为日后国内太阳能建筑的发展提供可借鉴的参考。