热辐射不对称条件下室内热环境的数值模拟

建筑内围护结构的热辐射不对称可能引起的室内温湿度分布异常,严重时甚至导致热舒适区的偏移。为精确预测热辐射不对称条件下室内热环境的变化特征,以海信空调公司的青岛厂区的环境实验室为研究对象,严格按照实验室的尺寸、布置进行全尺寸建模,并且保留了空调器内部的流动和换热结构,从而保证模拟结果的精度。为了兼顾流动和传热问题过程中高雷诺转捩流和远场低雷诺流动,采用了SST k-ω湍流模型;采用多孔介质模型模拟空调器内部换热器;采用Coupled算法来实现快速迭代计算。为了验证模拟的精确度,进行了相同边界条件下的试验测量,获得实验室内210个测点的温度值和4个高度上的相对湿度,并计算得到室内气流的均匀度、垂直温差等关键参数。结果表明,空调送风量的模拟值与实测值的相对误差为7%,98%温度测点的相对误差在±5%以内。研究表明,通过全尺寸数值模拟可以得到精度较高的室内温度分布的模拟结果,精确预测非对称热辐射条件下室内热环境。

内循环贴附射流对玻璃幕墙辐射不对称影响研究

针对玻璃幕墙辐射不对称展开研究,采用内循环贴附射流加热玻璃幕墙内表面的方法减缓辐射不对称。通过实验及模拟分析了内循环贴附射流对不对称辐射温度的影响,并提出满足人体舒适度要求的射流策略。结果表明,在室外温度为-20℃、距玻璃幕墙1.75 m以内区域不对称辐射温度大于限值10 K时,通过调节内循环贴附射流送风参数可改善这一情况。基于人体舒适度限值要求,讨论和分析了射流角度和风速对辐射不对称温度的影响,得到安装距离为100 mm、200 mm时射流角度与最小射流速度耦合的数学模型,为内循环贴附射流系统智能运行策略的建立提供了关键性依据。

太阳辐射的不对称性对室内人员热舒适的影响

太阳短波辐射造成的辐射不对称环境对人体局部热舒适有显著影响。通过实验平台实测数据计算了太阳辐射作用下的不对称辐射温度ΔT_(pr)。结果表明,太阳辐射在距南外窗1 m处造成了显著的辐射不对称环境。此外,在仅受太阳散射辐射作用时,壁面长波辐射造成的辐射不对称环境对ΔT_(pr)的影响不可忽略。基于长沙历史气象数据计算了全年逐时太阳辐射作用下的建筑室内预测不满意率。

不对称辐射热环境中人体热反应实验研究

在哈尔滨一微气候室中研究了外窗冷辐射与地板供暖造成的不对称、不均匀热环境中人体的生理和心理反应规律。16名受试者身着热阻为1.02clo的冬季服装参加了4种工况的实验。实验中测试了受试者的生理参数和微气候室的环境参数。结果表明:同一工况下局部皮肤温度、局部热感觉和热舒适都存在差异性;不同工况下局部皮肤温度、平均皮肤温度、局部和整体的热感觉和热舒适均具有显著性差异。外窗冷辐射对人体的皮肤温度、热感觉和热舒适有很大的影响。随着受试者与外窗距离的增大,其皮肤温度、热感觉和热舒适投票均会提高。小腿的热感觉和热舒适变化最显著。全身热感觉和平均皮肤温度、心率之间均存在线性相关性。

不对称辐射对服装热阻的影响

利用C语言编程,分析服装热阻对PMV计算值的影响,得出不同工况、不同温度下PMV值受服装热阻的影响不同.利用公式推导,得出不对称辐射环境下的服装热阻公式,定义为综合服装热阻.由于不对称辐射对服装热阻的影响,主要是服装发射率和墙体发射率对服装热阻的影响,本文分为两种情况,分别讨论不同情况下PMV计算公式修正.最后利用C语言编程,分析两种情况下服装发射率对综合服装热阻和PMV值的影响.

高寒地区办公楼冬季室内不对称辐射温度研究

高原寒冷地区气候独特,其室内热环境有异于平原寒冷地区。冬季室内热环境质量差,且室内温度非均匀分布缺乏深入的分析和评估。通过现场实验测试了室内外热环境参数,并建立数值模型,结合实测温度校验。在冬季典型气象日,与同处严寒气候区的平原城市北京对比,拉萨室内温度和辐射温度更高,但辐射温度不对称也更加明显。受太阳辐射、散热器和北外窗的强冷辐射影响,人体最大不对称辐射温差可达3.95℃,头部甚至达到8.73℃。由于强太阳辐射和低气温,建筑应尽量避免设置北向外窗,并加强保温。此外,拉萨需要更加适宜的室内热环境设计、评价规范,以改善室内热环境质量。

基于不对称辐射单元的超宽带高低频嵌套天线设计

为了设计一种小尺寸、结构简单、低成本超宽带高低频嵌套天线(高频:1427—2690MHz,低频690-960MHz),首先简述业内超宽带高低频嵌套天线研究现状及两种主要的实现方法,其次分析对称低频辐射单元影响高频辐射单元工作原理,然后设计一种辐射臂不对称、耦合共用辐射臂对称的低频辐射单元,最终超宽带高低频嵌套天线高频谐振现象消失,低频辐射特性维持不变。

辐射采暖实现人工环境的热舒适性

本文介绍了辐射采暖的热舒适性特点,并结合工程实例介绍了地板辐射采暖系统,介绍了国际上先进的采暖技术——柔强辐射采暖。

侧墙热辐射对人体热舒适的影响

通过人工气候室实验,以24名身着热阻为0.6 clo夏季室内服装的受试者为研究对象,研究了在中性空气温度(26℃)、侧墙热辐射条件下不同暴露时间对人体热反应与热舒适的影响。结果表明:随着受试者在不均匀辐射环境中暴露时间的增加,受试者热感觉逐渐降低并趋近中性,热舒适度和热可接受度逐渐增大,平均皮肤温度无显著变化,心率略有降低;中性环境温度下,暴露时间为60、120、180 min时,5%局部热不舒适的不对称辐射温度限值分别为1.7、1.9、4.5℃。得到了不同部位热感觉、热舒适对全身热感觉、热舒适的影响权重,建立了适用于中性环境温度、侧墙热辐射环境下的人体热感觉和热舒适评价模型。

辐射空调室内舒适度评价指标计算与工程应用

本文采用Python开发计算平均辐射温度和不对称辐射温度这两个辐射空调室内舒适度评价指标的程序工具,解决了角系数计算的复杂问题,利用该工具计算了典型办公场景下的平均辐射温度与不对称辐射温度,并评价了该环境下的人体热感觉和辐射不对称所导致的不舒适。本文的研究结果可以为设计人员提供辐射空调设计、运行过程中的舒适度评价工具。

被动式太阳能建筑室内热环境评价指标的分析

为评价被动式太阳能建筑室内热环境的优劣 ,需要选择合适的热环境指标 .本文利用在中国西部地区获得的相关实测数据 ,分析和比较了两种目前常用的代表性指标的适用性 。

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.

内循环贴附射流影响下玻璃幕墙内表面温度预测模型研究

针对冬季严寒地区建筑外窗(玻璃幕墙)内表面温度较低造成的辐射不对称问题,开展了内循环贴附射流加热玻璃幕墙内表面的实验和数值模拟研究,提出了0.6 m和1.2 m高度处(人体坐姿膝盖与头部位置)玻璃幕墙内表面温度预测模型。结果表明:加入贴附射流可有效提高外窗(玻璃幕墙)内表面温度,从而缓解外窗(玻璃幕墙)内表面与其他围护结构内表面温差较大引起的辐射不对称问题。此外,由预测模型可知,0.6 m高度处玻璃幕墙内表面温度与内循环贴附射流送风速度、室外温度成正比,与玻璃幕墙传热系数、水平距离、内循环贴附射流送风口安装距、送风角度成反比;1.2 m高度处玻璃幕墙内表面温度与各影响因子为非线性关系。各影响因子中贴附射流送风速度对玻璃幕墙内表面温度影响最显著,其对0.6 m,1.2 m高度处玻璃幕墙内表面温度贡献率分别为43.2%,28.2%;贴附射流送风口安装距离对0.6 m和1.2 m高度处玻璃幕墙内表面温度贡献率分别为13.8%,23%;贴附射流送风角度贡献率较小,其中送风角度对0.6m高度处玻璃幕墙内表面温度并无显著影响,可忽略不计;研究所得温度预测模型与辐射不对称温度计算公式相结合,可为建立内循环贴附射流送风运行策略提供关键的技术支撑。

外墙、窗对办公建筑室内人体热舒适的影响研究

为研究外墙、窗对供暖空调办公建筑室内热舒适的影响,对西安地区的办公建筑进行了冬季和夏季现场调研。通过热环境实测和问卷调查结合的方式,获取有效问卷2490份。由于受外墙、窗内表面温度的影响,靠近外墙、窗侧的区域冬季平均辐射温度和空气温度低于内侧的区域,夏季平均辐射温度和空气温度高于内侧区域,由不对称辐射温度引起热不适的可能性较大。靠近外墙、窗侧人员冬季的中性温度和可接受温度限值高于内侧人员,夏季则相反。外侧人员在冬季需要更高的室内温度以抵消墙、窗冷辐射的影响,在夏季需要更低的室内温度以抵消墙、窗热辐射的影响,不利于建筑节能。因此需要对围护结构进行合理设计,提高围护结构性能,改善近墙、窗人员的热舒适。

自然通风顶层房间夏季室内热环境特征

本文通过对顶层房间夏季室内热环境的测量和数据分析,指出其热状况不同于相应中间层和底层房间。其室内不但温度高,同时屋顶内表面温度亦大大高于其它壁面温度,使室内形成较强的不对称热辐射场。二者构形了顶层房间夏季室内热环境的特征,增加了居住者的不舒适感。

冬季外墙内表面温度对人体热舒适的影响研究

对西安某高校集中供暖建筑进行了现场调研,聚焦冬季外墙内表面温度低所引起的室内不均匀辐射热环境,调研内容主要包括热感觉、热舒适、热可接受度等主观问卷,以及室内空气温度、相对湿度、黑球温度、风速、不对称辐射温度和壁面温度等物理环境参数的测试。研究结果表明,西安地区冬季人体的中性温度为17.3℃。全身热舒适投票与壁面温差(空气温度-外墙内表面温度)、人与外墙的距离均有较好的线性关系,即人体舒适性随壁面温差的增加而降低、随身体与外墙距离的减小而降低。满足90%可接受百分比的不对称辐射温度上限Δt;为2.52℃,壁面温差Δt为2.36℃。偏凉环境下,不对称辐射温度和壁面温差的增加,会带来更多的热不适感。从整体舒适性的角度考虑,《民用建筑热工设计规范》规定的冬季外墙内表面温度与室内空气温度的差值不低于3℃,能够满足90%可接受百分比人体热舒适的要求。

高温热源建筑室内不对称辐射热环境评价指标

本文以典型的自然通风房间为研究对象,对工作人员的热感受和室内热环境参数进行了主观评价和客观测量。结果表明,当热源表面温度从50℃上升到250℃时,距离热源1 m及2 m处不对称辐射温度分别增加了58.0~58.6℃和32.0~32.1℃,而平均辐射温度与空气温度的差值分别增加了15.9~16.8℃和1.3~2.4℃。此外,受试者主观热感受随平均辐射温度与空气温度差值的变化曲线特征与随不对称辐射温度的变化曲线一致。因此,平均辐射温度与空气温度的差值可以作为评价高温热源建筑室内不对称辐射热环境的一个潜在指标。

Indexes of Indoor Thermal Environment with Asymmetrical Radiant Field

The main features of top-flcor rooms with natural ventilation are identified by investigating indoor thermal environment in summer season. One is high indoor air temperature, for this reason the indoor climate is far beyond the thermal comfort standard; the other is the inhomogeneons temperature distribution of the inner wall surfaces, and high temperature of the inner surface of the roof causes much scorching to the head of occupant. This is the characteristic of such rooms. Both features mentioned above should be considered comprehensively for the evaluation of indoor thermal environment of the top-floor rooms with asymmetric radiant field. In order to characterize the indoor thermal environment of the rooms, the heat stress index, HSI and radiant heat flux reaching human head, Q_R should be introduced simultaneously as thermal indexes for the indoor climate evaluation. The application of the indexes to a topfloor room is presented and analyzed.

严寒地区不均匀环境可接受冷壁温限值研究

严寒地区冬季室外气温低,外窗和外墙冷辐射对人体热舒适影响显著。针对冬季冷壁温墙体引起的不均匀冷辐射环境开展实验室研究和现场研究,计算不对称辐射温度,作为热环境评价指标,分析最不利工况室内空气温度(简称室温)与冷壁温的温差限值。结果表明,满足热舒适的不对称辐射温度△t_(pr)约为2℃,此时室温与冷壁温的温差限值为3℃。验证了热工设计规范给出的这一指标的合理性。研究结果可以为严寒地区建筑外墙保温设计提供参考。