【摘 要】
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近些年亚太地区自然灾害频发,灾后迅速安置问题对于灾区人民来说是首要问题,不同国家地区适用的灾后应急避难所建筑差异化明显。太阳能应急救灾建筑可以进行自发产电,对灾后复杂的环境有更强的适应性。本课题基于APEC基金项目“Demonstration and Promotion of Energy Resilience Tool based on Solar-Powered Emergency Shelt
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近些年亚太地区自然灾害频发,灾后迅速安置问题对于灾区人民来说是首要问题,不同国家地区适用的灾后应急避难所建筑差异化明显。太阳能应急救灾建筑可以进行自发产电,对灾后复杂的环境有更强的适应性。本课题基于APEC基金项目“Demonstration and Promotion of Energy Resilience Tool based on Solar-Powered Emergency Shelter Solutions（SPESS）for Natural Disasters in APEC”（EWG13 2019A）,旨在为亚太地区受灾人员提供能量自给且安全舒适的应急避难所,项目实施地点为灾难频发的印度尼西亚苏拉威西岛。本文以第一代“彩虹之家”太阳能应急救灾建筑为研究对象,首先对改造项目的隔热性能进行实测分析,然后以此为基准,验证计算机仿真模型的准确性,再次基于校验过的模型,进行构造优化和技术模拟分析。最后,形成太阳能应急救灾建筑的热性能及产电性能的优化策略。研究结论如下。（1）在“彩虹之家”太阳能应急救灾建筑1:2实体模型的基础上增加了三种材料的可拆卸内顶（帆布、PE布、PVC布内顶材质）。室内温度,围护结构各层界面温度,光伏系统输出功率等与室内热环境及光伏系统发电性能相关的测量数据显示,单顶模型的隔热性能最差,最大温差为17.9℃。其次是使用了PE布材料和PVC材料的双顶模型,最大温差分别为18.2℃和20.9℃。使用帆布材料的双顶模型的隔热能力最好,最大温差为22.4℃,比单顶模型高了4.4℃。测试期内光伏系统的最大发电功率为122.40 W/m~2。（2）基于印度尼西亚苏拉威西岛波索市气候条件,可通过增加侧窗,加强室内自然通风效果,同时侧窗比例建议取0.20;通过使用双顶结构增强模型的隔热能力,双顶间距宽度建议取0.25 m。当使用风机进行机械通风时,机械通风速率建议取0.5 m~3/s;使用蒸发式冷气机,可以降低进风温度,获得更低的室内温度。（3）基于主被动技术优化后的模型,在波索市夏季设计日6:00-18:00对室内热环境进行了逐时模拟分析。数据显示,室内0.2 m、0.6 m、1.7 m高度平均温度范围分别为:22.3-27.1℃、22.7-27.6℃、22.7-27.4℃,室内温度整体较低。光伏系统一天的发电总量约为3.010 k W·h,用能端一天的耗电量为2.504 k W·h,使用后剩余电量为0.506 k W·h,满足最基本的使用需求。同时光伏系统全年日均发电量模拟结果范围为3.21-6.34 k W·h,可以满足用能端全年的正常使用。夏季设计日12:00,经过主被动式技术优化后,光伏系统温度整体下降,经过估算整体发电功率平均提高约4.4%。
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