作为一种广泛采用的大空间建筑,中庭的开敞性、对自然元素的引入以及巨大的空间体积使得中庭热环境的设计和组织控制比常规建筑空间更为复杂。目前传统的空调设计方法很难再满足实际工程设计的需要,同时设计人员缺乏量化的辅助分析工具,中庭热环境的设计和组织控制效果往往不太理想。尽管目前在中庭热环境的研究中出现了很多类方法,但都无法解决中庭热环境参数分布的细致预测和保证合理计算量的前提下进行全年动态模拟这一对相互制约的问题。也就是说,目前世界上还没有一套系统的能够应用于实际中庭热环境全年动态模拟的方法。课题的研究目的即是确立影响中庭热环境的关键性因素,并确立中庭热环境、建筑能耗和环境控制系统的全年动态模拟方法,最终在建筑能耗模拟软件DeST的构架中实现中庭动态模拟分析方法。本课题从中庭建筑热环境的物理特性入手,对影响中庭热环境的各种因素进行归纳,并分析了中庭建筑热过程,以及中庭内部空气流动和传热过程的数学模型,提出了一种中庭热环境联合动态模拟的新方法,解决了建筑热过程模型和空气流动传热模型之间的耦合问题。为了具体实现这一方法,首先解决了影响中庭热环境的重要因素——太阳辐射在中庭内外表面分布计算的问题。其次,课题给出了两种分析中庭内部流场和温度场的模型:垂直温度简易模型和CFD数据拟合法。这两种模型均能在保证较小的计算量的前提下描述中庭的热环境参数。接着课题给出了中庭热环境联合动态模拟方法在DeST中的具体实现办法,使得这种方法能够借助DeST平台进行中庭热环境的全年动态模拟,为工程上中庭的设计提供量化的依据。通过中庭热环境联合动态模拟方法的具体实现,解决了以下三个问题:能够较准确地预测中庭的热环境分布参数;能够和常规的能耗动态模拟软件进行耦合;能够在保证合理的计算量的前提下进行全年动态模拟计算。课题的最后应用基于DeST的中庭热环境动态模拟程序对中庭的围护结构优化设计,自然通风设计以及空调区舒适性能的预测这三个问题进行了模拟分析。