CFD Simulations of Wind Effect on Net Solar Heat Gain of South Walls with Internal Insulation

Computational fluid dynamics( CFD) techniques are used to investigate effects of both wind direction and wind speed on net solar heat gain of south wall with internal insulation in winter.Results show that wind effect has a significant influence on the net solar heat gain,where the impact of wind direction is stronger than that of wind speed. For regions in lower reaches of the Yangtze River,difference of their average net solar heat gains( NSHGS) is about 20% due to various wind speeds and wind directions.Buildings in districts with a dominant wind direction of north achieve the highest solar energy utilization.

太阳辐射吸收系数对围护结构夏季净得热量的影响

以上海地区的建筑围护结构夏季传热过程为研究背景,在分析太阳辐射作用下围护结构外表面热平衡关系的基础上,采用数值模拟方法,讨论在夏至日太阳辐射吸收系数对不同朝向围护结构表面温度和全天净得热量的影响。结果表明:吸收系数减小率相同时,南墙外表面温度下降率小于其他朝向,而其全天净得热量的减小率则大于其他朝向。不同朝向围护结构表面温度的下降率均小于吸收系数的减小率,但其全天净得热量的减小率均大于吸收系数的减小率,说明降低外墙外表面太阳辐射吸收系数可以有效减少因太阳辐射导致的传入围护结构内部的热量。

高温热源工业建筑室内辐射热在各壁面分布研究

针对高温热源工业建筑室内辐射热在各壁面分布情况,采用有效辐射法,通过理论分析,结合MATLAB进行数值计算,分别研究了围护结构内表面温度、角系数以及热源发射率对室内辐射热在各壁面分布的影响.结果发现:围护结构内表温度对各壁面的净辐射得热强度和净辐射热分配比例的影响可以忽略;壁面净辐射得热强度、净辐射热分配比例分别与该壁面对热源面的角系数、热源面对该壁面的角系数成正比;壁面净辐射得热强度与热源发射率成正比,净辐射得热分配比例与热源发射率无关.

地埋管地源热泵系统源侧火用分析

建立了地埋管地源热泵系统的源侧热力学火用分析模型,模型中考虑了持续热扰动和环境温度变化对产出火用的影响,并对不同气候区域和不同埋深地埋管换热系统进行了火用分析.结果表明,长期运行时,环境温度的变化对火用增量有显著影响,合理控制热泵的运行时间可以使系统获得较高的火用增量;埋深的减小使泵耗功明显增加,甚至会高于系统从热源得到的火用增量,而埋深超过100,m时,深度的增加对提高火用增量来说并不经济.提出了地埋管换热器火用效比这一参数,对评价地埋管换热器获取火用增量的效率、经济性,以及确定地埋管地源热泵系统合理的运行时间有理论指导意义.

建筑外表面对流换热系数对自保温墙体夏季净得热量的影响

以上海地区典型夏季气候条件为基础,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟的方法分析讨论了建筑南墙在不同的太阳辐射强度作用下,建筑外表面对流换热系数对南墙吸收太阳辐射的影响。结果表明,在太阳辐射作用下,外表面对流换热系数对围护结构净得热量的影响很大。当太阳辐射强度相同时,对流换热系数为19.0 W/(m^2·K)时的南墙净得热量比8.5 W/(m^2·K)时的净得热量约少40%;若外表面对流换热系数过小,即使在阴天,围护结构的净得热量仍可能多于晴天下对流换热系数较大时的净得热量。

保温形式对建筑南墙冬季吸收太阳辐射的影响

以上海市冬季典型日的气候条件为背景,利用数值模拟方法研究了建筑南墙在太阳辐射作用下的动态传热过程,分析了不同保温形式在不同室内外气温下对南墙全天太阳辐射实际吸收效果的影响。结果表明,南墙全天太阳辐射净得热量随室外气温的升高而增大,随室内气温的升高而减小,内保温墙体昼间得热总量和夜间散热总量均高于外保温墙体,其全天太阳辐射净得热量比外保温墙体高51%~63%,且室外气温越高,室内气温越低,内保温墙体吸收太阳能的优势更加显著,其太阳能实际吸收率最高可达47.8%,而外保温墙体最高只有24.1%,因此,对冬季室外气温较高,采用间歇供暖方式的地区,墙体采用内保温方式更有利于减小采暖能耗。

JG/T 281—2010遮阳系数公式推导和试验对比验证研究

JG/T281—2010《建筑遮阳产品隔热性能试验方法》规定了遮阳的新的术语、定义和试验方法,但没有从遮阳产品遮挡或抵御太阳光能能力基本原理的角度对标准中的试验计算公式(3)、(4)进行详细解释说明。本文通过遮阳系数最基本的定义,推导验证JG/T281—2010《建筑遮阳产品隔热性能试验方法》标准中试验计算公式(3)、(4),并且通过与GB/T30592—2014《透光围护结构太阳得热系数检测方法》试验对比,验证《建筑遮阳产品隔热性能试验方法》的合理性与科学性。

保温层位置对南墙太阳能吸收状况的影响

利用数值计算方法对建筑物南墙在太阳辐射作用下的传热过程进行模拟计算,分析了室外温度和不同保温形式时,连续日照天数对南墙传热过程和太阳能吸收效果的影响。研究结果表明:连续晴朗天数较长时,内、外保温南墙太阳辐射净得热量近似相等;但连续晴朗天数较短时,内保温南墙太阳辐射净得热量比外保温情况高30%~80%。室外气温越低,连续晴天数越短,内保温方式的节能优势越明显。