【摘 要】
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西昌地区的传统民居由于建筑材料的特性导致了门窗洞口开口较小,影响了建筑自然通风和采光的效果,但是当地风能资源和太阳能资源都比较丰富,这为改善室内通风情况奠定了自然资源基础。文丘里帽作为被动式节能策略,仅利用太阳能和风能改善室内通风情况,具有降低建筑能耗及能源资源可再生等优点。因此,基于文丘里效应来进行室内通风的优化研究,对西昌地区传统民居的发展和乡村振兴的推动有着积极的意义,也能为建筑节能提供思路
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西昌地区的传统民居由于建筑材料的特性导致了门窗洞口开口较小,影响了建筑自然通风和采光的效果,但是当地风能资源和太阳能资源都比较丰富,这为改善室内通风情况奠定了自然资源基础。文丘里帽作为被动式节能策略,仅利用太阳能和风能改善室内通风情况,具有降低建筑能耗及能源资源可再生等优点。因此,基于文丘里效应来进行室内通风的优化研究,对西昌地区传统民居的发展和乡村振兴的推动有着积极的意义,也能为建筑节能提供思路。本研究将文丘里效应运用至建筑中,利用屋顶、格栅和导风板设计文丘里帽来加强建筑的自然通风。通过对当前研究现状和西昌地区的资源条件进行了分析,并采用问卷调查和实地测试,得到了当地居民的室内热感受及气象数据。利用正交实验确定实验方案,使用CFD软件进行数值模拟,并采用方差法和极差法对屋顶开口宽度、格栅角度、导风板宽度、导风板高度、格栅间距、屋顶坡度、导风板角度,这7个影响因素进行研究,得到优化方案和影响因素排序。随后根据实测结果建立验证模型,验证了模拟方式的适用性并对误差产生的原因进行了分析。最后再建立预测模型进行模拟,得到了实测建筑加装文丘里帽后的预测温度和体积流量,并对室内通风情况的改善程度进行了分析。研究结果表明:（1）当地居民期望室内热环境得到改善,并且在烹饪期间PM2.5和CO2的浓度值已经超出了健康范畴,PM2.5的峰值为765μg/m~3,CO2浓度的峰值达到1490.10mg/L,表明当地传统民居的室内通风情况亟待改善。（2）屋顶开口宽度是对文丘里帽通风效果影响非常显著的因素,格栅角度和导风板宽度是影响显著的因素,其余因素均是影响不显著的因素。（3）在研究水平内文丘里帽通风性能最优的参数组合,即屋顶开口宽度、屋顶坡度、导风板高度、导风板宽度、导风板角度、格栅角度、格栅间距分别为:1000mm、15°、800mm、400mm、45°、75°、40mm。此方案体积流量为5.507m~3/s,相比于未加装文丘里帽时,1.2m高水平面平均温度下降了3.00℃。（4）实测建筑加装文丘里帽后,在7月19日和7月20日模拟时间段的室内温度分别下降了1.18℃和0.75℃,进入室内的体积流量也分别从0.045m~3/s和0.061m~3/s增加到了0.809m~3/s和1.096m~3/s,增加了建筑的换气次数。（5）文丘里帽的加装增强了建筑自然通风的效果并降低了室内温度,也让建筑通风开口的有效面积从1.886m~2增加到了7.776m~2,使得实测建筑满足了规范最低通风开口面积的要求。本文的研究结论和优化策略可以为西昌地区传统民居室内通风的改善措施和节能设计提供参考,也能为传统民居的更新与发展提出建议。
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