厚重型被覆结构蓄热的被动式太阳房室内热环境模拟研究

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在我国建筑能耗日益增加的今天,被动式太阳房作为节能建筑的一种特殊形式,得到了人们的青睐。但被动式太阳房在无阳光的日子、夜间、阴天将无法为住居提供热量,室内温度波动很大,舒适性差,这是被动式太阳房存在的主要问题。因此,被动式太阳房热舒适条件亟待改善和提高,研究改善被动式太阳房室内热舒适性的方法极为重要。由于利用实体模型研究被动式太阳房室内热环境的周期较长、费用较高,为了能够经济、快速地研究被动式太阳房室内热环境,本文采用Fluent软件分别对新疆石河子地区某厚重型被覆结构蓄热的集热蓄热墙式被动太阳房及对比房进行了室内热环境的模拟与分析,并通过试验对比分析,主要取得的研究成果如下:(1)从数值模拟计算的结果来看,Fluent软件在分析室内热环境上的应用是可行的,也是非常有现实意义的,因为其成本较低、速度较快且可以适应各种不同的工况和计算条件。(2)运用数值模拟的方法来研究被动式太阳房的室内热环境,对分析被动式太阳房室内的温度场、速度场等分布是一条非常方便而有效的途径,Fluent软件可以直观、清晰地得出室内温度场和速度场的详细分布情况,对于研究被动式太阳房室内的热舒适性具有重要的意义。(3)附加了厚重型被覆结构的集热蓄热墙式被动太阳房较对比房具有以下特点:冬季可以提高室内空气温度5℃以上;冬季提高了外墙内壁面温度,最高可达9℃。(4)厚重型被覆结构可以延缓被动式太阳房夜间室内温度的下降,从而减小了被动式太阳房室内温度的波动,室内温度波动可以控制在3℃以内,提高了被动式太阳房室内的热舒适性。(5)从数值模拟结果的流场分布图可以看出,室内空气流速分布比较均匀,说明厚重型被覆结构对被动式太阳房室内空气流速影响较小。(6)厚重型被覆结构在夏季可以降低被动式太阳房室内温度,且最高可降低4℃。
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