正弦波动风速下建筑通风与蓄热对室内温度影响研究

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当今世界面临着能源与环境的巨大挑战,建筑节能技术的开发与应用已经成为全球学者讨论的热点话题之一。自然通风技术作为一种被动式技术,能够利用自然能源且不依靠传统空调设备仍能维持适宜的室内环境。自然通风应用效果与建筑蓄热密切相关,不同的建筑蓄热体对室内温度影响不同。本文基于正弦波动风速来流条件,探讨建筑内外蓄热体对室内温度波动的影响规律。本文在对建筑自然通风与蓄热进行综述的基础上,详细阐述了自然通风和蓄热的基本理论,然后建立了一个单区两开口建筑模型,在正弦波动风速来流条件下,建立室内热平衡方程;通过改变正弦波动风速条件、建筑蓄热体的物性参数、面积、材料和室内热源等进行计算分析,得到了室内温度衰减系数和延迟时间的变化规律;最后利用Airpak软件建立了建筑通风与蓄热的物理模型,在正弦波动风速来流条件下对室内温度场进行模拟和分析。研究结果表明:(1)在定风速和正弦波动风速来流条件下,室内温度相对室外温度均出现了明显的衰减和延迟现象,并且都保持周期为24小时的波动变化规律。在风速平均值相等的两种不同来流条件下,正弦波动风速下的室内温度波动幅度小于定风速下的室内温度波动幅度。(2)当建筑内外蓄热体参数不变时,在正弦波动风速来流条件下,不同的风速平均值、波动幅度和波动周期都会对室内温度波动产生影响。其中,平均风速的变化影响最大。随着平均风速的增大,室内温度衰减系数先急剧增大然后基本保持稳定,延迟时间的变化则是迅速减小后也基本保持不变。(3)在正弦波动风速来流条件下,建筑内外蓄热体的物性参数、面积和材料对室内温度衰减系数和延迟时间的影响具有不同的变化规律,但室内平均温度基本保持不变。而室内热源的变化对室内温度波动没有影响,室内平均温度与热源的变化呈线性相关。(4)定风速和正弦波动风速来流条件下室内温度分布相似,温度从两传热外墙处逐渐向房间中心递减,中部区域温度分布趋于均匀,但正弦波动风速条件下,房间内各点温度更接近室内平均温度值,风的波动特性使室内空气混合的更充分。
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