太陽能采暖建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓄熱調(diào)溫機(jī)理及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著世界人口的持續(xù)增長和人們生活水平的不斷提高，建筑能源的消耗日益增加，可再生能源在建筑采暖中的應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注。利用太陽能資源解決居住建筑的冬季采暖問題，是促進(jìn)建筑可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。然而，由于太陽輻射具有很大的不穩(wěn)定性，這嚴(yán)重的限制了太陽能在建筑采暖中的使用。因此，合理優(yōu)化建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱性能，提高室內(nèi)熱環(huán)境穩(wěn)定性，對太陽能采暖建筑的推廣普及具有重要的作用。
　　本文根據(jù)被動(dòng)式太陽能采暖建筑室內(nèi)熱環(huán)境特點(diǎn)，結(jié)合典型建

2、筑物理模型和雙波熱擾耦合數(shù)學(xué)模型，通過實(shí)地測試、理論分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與數(shù)值模擬，對影響太陽能采暖建筑室內(nèi)熱環(huán)境穩(wěn)定性的圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓄熱熱工參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究，得到以下結(jié)論：
　　（1）通過實(shí)地測試，發(fā)現(xiàn)寧夏中衛(wèi)地區(qū)和拉薩地區(qū)太陽能資源豐富，具有發(fā)展被動(dòng)式太陽能建筑的資源優(yōu)勢。但現(xiàn)有鄉(xiāng)村建筑冬季室內(nèi)溫度偏低且波動(dòng)偏大，因此需要加強(qiáng)建筑的集熱與蓄熱設(shè)計(jì)。同時(shí)，根據(jù)對測試結(jié)果的分析，提出以操作溫度作為太陽能采暖建筑室內(nèi)熱環(huán)境的評價(jià)指標(biāo)

3、。
　?。?）提出采用雙波熱擾耦合數(shù)學(xué)模型計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度，并對其內(nèi)外邊界條件、傳熱特征、傳熱過程以及雙波熱擾在內(nèi)壁面的疊加等進(jìn)行系統(tǒng)理論分析和具體計(jì)算。同時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的可靠性與準(zhǔn)確性。通過上述分析明確太陽能采暖建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓄熱調(diào)溫機(jī)理，為其蓄熱性能優(yōu)化提供理論依據(jù)。
　?。?）通過對室內(nèi)外雙側(cè)熱擾耦合作用下外圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造方式和材料熱物性參數(shù)對太陽能采暖建筑室內(nèi)熱環(huán)境動(dòng)態(tài)影響的分析，提出依據(jù)空氣

4、溫度與壁面溫度的“溫度波峰值時(shí)差”最大、“峰谷時(shí)差”最小以及兩者之差值最大作為太陽能采暖建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓄熱性能優(yōu)化的原則，得到外圍護(hù)結(jié)構(gòu)最優(yōu)化熱工參數(shù)。
　?。?）系統(tǒng)分析了內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓄熱調(diào)溫機(jī)理，并利用數(shù)值模擬方法對內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓄熱性能進(jìn)行優(yōu)化，得到內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)最優(yōu)化熱工參數(shù)。
　　（5）建立“劃分南北房間”的多區(qū)域建筑物理模型，對內(nèi)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓄熱性能參數(shù)進(jìn)行整體分析，進(jìn)一步驗(yàn)證了所提出的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)的科學(xué)性。