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我国夏热冬冷地区是我国人口密度最大,经济发展最迅速的区域之一。该区域气候冬冷夏热、气温年较差大。目前,该区域建筑并不能很好应对气候特征,建筑居住舒适性较差。随着经济发展、人民生活水平的提高,居住者越来越重视居住舒适性。采暖空调系统在该地区得到广泛的应用。但由于建筑普遍缺乏合理的保温、隔热措施,建筑能耗居高不下。 改善夏热冬冷地区建筑围护结构性能,并无普适的先例可循,不能照搬别气候区保温或是隔热措施,我们需要综合考虑围护结构的夏季隔热与冬季保温。从仿生学角度看,一种固定的结构或者单一的材料很难实现建筑围护结构的夏季隔热与冬季保温的双层需求,需要考虑围护结构的“可变性”设计思路。 本文结合双层表皮概念,探讨空气间层复合墙体在夏热冬冷地区同时实现冬季保温与夏季隔热的可行性,并提出可行、有效的应对气候变化策略。 文章第一章调研了传统的双层表皮及先进的动态表皮等,对带空气间层的复合墙体进行总结,认为可以通过改变空气间层状态,实现复合墙体的冬季保温与夏季隔热。第二章,根据围护结构的传热理论,深入分析了围护结构的传热特性,概念上提出适应夏热冬冷地区气候的复合墙体系统。第三章,利用CFD数值模拟分析讨论复合墙体系统各参数对墙体热工性能的影响,优化墙体设计。并根据分析结果,考虑冬夏季不同性能要求,提出墙体“变化”策略。文章的CFD模拟分析结果,可以为之后的复合墙体设计提供理论依据。第四章,建立实测模型,改变复合墙体构造,分析讨论实际工程中复合墙体可能出现的问题,并与第三章的模拟分析结果进行对比分析,分析实际与理论模拟出现差异的原因,为之后的复合墙体应用提供参考。最后,总结了第三、四章的模拟分析结论,例举了几种可变的设计可能。 通过本文的研究,希望可以验证带空气间层的可变复合墙体在夏热冬冷地区的可行性。文章重点在于讨论分析该复合墙体的热工性能,大量的CFD数值模拟希望可以为之后的复合墙体设计、研究提供便利。