夏热冬冷地区高校食堂建筑被动节能自然通风设计研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xianglikai
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高校食堂是大学校园中最重要的、也是学生光顾频率最高的场所之一。食堂的规划和设计一直被研究者重点关注。但是,高校食堂的热舒适性和节能特征,尚未得到应有的重视。研究表明,被动节能自然通风对改善室内热环境有明显的效果,因此存在将其高效应用在高校食堂的可能性。我国夏热冬冷地区季节性特点显著,夏季气候炎热,过渡季时间长,在夏热冬冷地区的被动式通风设计策略中自然通风和夜间通风具有良好的通风效果和节能潜力。自然通风降温技术所适应的建筑环境特征能够很好地与高校食堂的季节性使用特点相耦合。利用自然通风进行室内外空气交换,能够排出浊气,避免空气污染和疾病传播。研究表明:特别是对于人员集中,散热量较大的高校餐厅这类建筑,在夏季和过渡季,合理应用自然通风能够带走室内热量;同时由于人体在自然通风条件下可以适应较大幅度的环境温度变化,室内可以维持较高的温度而不需要运行空调设备;另外,在建筑表皮利用相变材料,则可以在白天学生就餐时还能充分利用夜间通风的降温效果。因此,通过形体和空间设计加强自然通风,结合相变材料应用于表皮降低室内温度,既可以提升用餐舒适度,也可以做到高校餐厅建筑的节能。本文从被动节能自然通风的两个方面进行研究。以夏热冬冷地区高校食堂建筑充分利用自然通风改善室内热环境和节能为目标,研究揭示气候特征、食堂使用特征、建筑空间、形体、界面设计等多种因素的的协同作用规律,提出适用于提高自然通风的建筑设计策略。研究内容主要包括以下四个方面:(一)分析研究高校食堂的建筑空间特征和食堂功能布局特征,结合国内外高校食堂的使用特点和用餐人员的行为特点,针对夏热冬冷地区的气候特征,研究揭示夏热冬冷地区高校食堂使用特征与被动节能措施中自然通风的耦合规律,包括夏热冬冷地区利用自然通风改善室内热环境和提高节能潜力的耦合规律,以及自然通风应用潜力与高校食堂使用时间特征的耦合规律。(二)通过高校食堂建筑设计及其室内环境改善和节能特性等方面的国内外文献的分析研究,结合长沙地区已建成的六所高校食堂的实地调研,从自然通风研究角度,提出五种夏热冬冷地区具有代表性的适用于自然通风的食堂建筑空间布局模型。研究提出了基于CFD模拟的食堂建筑空间优化设计方法,包括设置不同的风向与建筑迎风面之间的夹角,模拟室内气流流动和风速分布,导出云图和测点风速进行分析比较,获得适宜每种模型的最佳朝向;将不同窗地面积比的各种食堂建筑模型进行模拟研究,对比通风效果随着窗地面积比变化的敏感性,获得不同食堂建筑模型和窗地面积比对建筑自然通风的最佳组合;研究食堂功能布局等对自然通风的相互影响,提出不同食堂建筑模型的推荐功能布局形式。基于以上研究,提出有利于自然通风应用的高校食堂建筑形体和空间布局的设计策略,使得高校食堂自然通风成为建筑设计中的可控因素。(三)研究提出基于特朗伯墙和相变蓄能被动通风构造技术的蓄能墙构造,辅助增强自然通风效果:研制了特朗伯蓄能墙系统,该系统由内外双层墙面组成,外墙玻璃层与内墙形成中间空气夹层,在内墙的内外墙面增加有高反射涂料及构造组成的夜间蓄冷相变材料集成系统。该双层板通过墙板内外墙通风口的开闭来发挥调节室内温度的作用。选取高校食堂建筑模型三,将其界面进行改造,在建筑的四个朝向,采用通高的特朗伯蓄能墙替换原来的窗间墙。参照气候适应性评估方法,采用Energy plus模拟软件,通过模拟实验,对使用本技术前后全年舒适时间进行对比,验证了蓄能墙改善自然通风的作用,结果显示蓄能墙的设置能降低室内温度,带来良好的节能效果。对比分析蓄能墙系统在不同朝向、不同季节的差异性,得到相应的界面设计新理念、设计方法和运行管理方法。(四)结合形体和空间布局,以及新型界面的构造和设计方法,形成了关于平面、空间、界面等有利于夏热冬冷地区高校食堂建筑自然通风应用的设计策略。本文针对高校食堂建筑的使用特征和夏热冬冷地区的气候特征,研究提出了五种典型建筑空间模型,研究了有利于高校食堂建筑自然通风的形体和空间优化设计方法以及食堂功能布局优化方法;研究开发了能增强自然通风效果的蓄能墙,提出了相应的建筑界面设计方法。研究成果构成了一套有利于夏热冬冷地区高校食堂建筑自然通风的技术措施和设计方法。通过该措施和方法的推广应用,可以改善夏热冬冷地区高校食堂室内热环境,创造怡人的用餐环境,提高大学生的生活品质,同时做到节约能源,为夏热冬冷地区高校食堂建筑的绿色设计和绿色校园建设提供了一定的理论基础。
其他文献
二维半导体因其超薄的物理尺寸、新颖的物理特性及优异的光电性能,在未来通信、信息以及光电子领域具有十分可观的应用前景,是后摩尔时代引领集成电路技术快速发展的明星材料。以过渡金属硫族化物(TMDs)为代表的二维层状半导体材料具有多样的能带结构和不同的载流子类型。由多种具有不同禁带宽度、电子亲和能、介电常数和光吸收系数等物理参数的TMDs半导体构建的异质结,不仅能够兼具单种材料的优异特性,还带来了极为丰
以中杂302为试材,将番茄穴盘苗生长发育分为5个阶段(Ⅰ:播种至出苗;Ⅱ:出苗至子叶平展;Ⅲ:子叶平展至二叶一心;Ⅳ:二叶一心至三叶一心;Ⅴ:三叶一心至四叶一心),分段设定9个营养液浓度组合,研究潮汐灌溉条件下营养液浓度分段设定对番茄穴盘苗生长发育、养分积累量及利用率的影响。结果表明:在第Ⅰ阶段,灌溉1.0×营养液,番茄穴盘苗出苗率最高,播种后第7天比清水对照提高了7.71百分点,显著高于其他处理
自噬是溶酶体降解细胞内物质的总称,其作用机制是在粗面内质网和其他一些细胞器的非核糖体附着区的双层膜上形成自噬体,从而形成自噬溶酶体,降解细胞内容物,适应细胞和某些细胞器的代谢需要。自噬在多种不同类型的细胞中均有研究,但它在骨骼肌蛋白质降解中的作用研究报道甚少,特别是在鱼类中。在细胞营养充足的条件下,自噬可以被有效地抑制,而在营养缺乏时自噬被激活。自噬与活性氧(ROS)具有显显著相关性,自噬的激活可
热带气旋是我国东南沿海地区最严重的自然灾害,每年造成巨大的经济损失和严重的人员伤亡。低矮建筑的破坏、倒塌和房屋内部构件的二次损伤是热带气旋造成的主要风致和雨致灾害。因此,加强对热带气旋活动特征和低矮建筑风致破坏机理以及风驱雨效应的研究具有重要的意义。本文统计分析了近68年的热带气旋的活动特征变化规律,并采用全尺寸现场实测、风洞试验和数值模拟相结合的方法,对热带气旋过程中近地风场特性和带挑檐低矮房屋
学习样本不均衡广泛存在于故障诊断、诈骗检测、网络攻击和疾病诊断等诸多领域的模式识别任务中,其对模式分类识别精度和学习模型的泛化性能等方面具有较大的负面影响。最优间隔分布机具有基础理论严密、泛化性能好等特点,对此本文基于核修正、特征工程和深度学习等多方面的理论和方法,提出了几种面向不均衡样本学习的最优间隔分布机模型。结合工业不均衡数据特征的融合提取架构,针对回转窑烧结过程中异常工况识别精度不高的问题
有限空间,尤其是人们居住的室内空间中,空气环境与人体健康息息相关。患病人体通过呼吸活动释放的代谢产物中常含有某些致病物质,健康人体通过呼吸活动吸入这些致病物质而受感染。所以人体的呼吸活动和呼吸微环境中的空气质量直接关系到室内人员的身体健康情况。本课题以人体呼吸微环境为研究对象,主要工作包括:(1)对比分析大气稳定性、有限空间空气稳定性和瑞利-伯纳德不稳定性,并讨论各项判据,即理查森数(iR数)、c
振动性能是车辆重要性能之一。在商用车“车辆轻量化”、“发动机低怠速化”大背景下,车辆结构柔性增强,怠速激振频率降低,两相冲击,使车辆振动倾向于恶化。本论文的研究聚焦于车辆振动性能开发的现实问题,顺应车辆振动研究领域“结构柔性化、计算高效率、连接非线性”的技术发展需求,提出一套基于减缩技术建立刚柔耦合整车振动模型的理论和方法。整个研究以模型减缩技术应用为主线。首先开展大型有限元结构的减缩。应用程序实
半个多世纪以来,集成电路技术的迅猛发展极大地推动了科技的进步,目前已经深入到国民生产生活的各个领域。然而在后摩尔时代,要想继续保持集成电路向小尺寸发展,同时使得器件运算速度不断提高,这就对半导体纳米芯片在智能化、集成化、微型化等性能上提出更高要求。低维半导体纳米材料具有尺寸小、易集成等优点,同时表现出许多不同于传统半导体材料的特殊物理化学性能,在光电探测、场效应晶体管、太阳能电池、生物传感等领域具
智能网联汽车是指装备先进的车载传感器、控制器等器件,并融合现代通信与网络技术,实现车与X(车、路、人、云端等)的智能信息交流和共享,具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能的新一代汽车。智能网联汽车可以给我们带来更安全、更节能、更环保、更便捷的出行方式和综合解决方案,是国际公认的未来汽车发展方向和研究焦点。随着技术、法规以及相关配套逐步成熟和完善,智能网联汽车将进入产品导入和市场化阶段。和美国、
随着新能源汽车的普及及节能减排要求的更加严格,铝合金车身由于其良好的轻量化效果和优越的性能越来越受到主机厂的重视。但是,铝合金车身开发全流程中不同阶段的轻量化设计研究还不系统。本文以铝合金车身为研究对象,开展了开发全流程中前期策划、概念设计和详细设计三个不同阶段的轻量化优化设计理论和方法的研究:(1)在铝合金车身开发的前期策划阶段,将铝合金车身平台等效成矩形框架结构并根据模态理论推导出静态刚度、轻