【摘 要】
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夜间自然通风是一种能够降低空调能耗并提高室内热舒适的被动节能技术,夜间机械送风的方式往往带来额外的能耗,降低综合节能效果,忽视了夜间自然通风的应用潜力。本文以秦皇岛地区办公建筑为研究对象,利用多种数值模拟方法,对夜间自然通风的微观气流与长期应用效果开展了模拟研究,为改善建筑通风效果,预测建筑长期应用夜间自然通风时的通风量与节能效益提供参考。本文的主要研究内容有:首先利用PHOENICS软件的FLA
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夜间自然通风是一种能够降低空调能耗并提高室内热舒适的被动节能技术,夜间机械送风的方式往往带来额外的能耗,降低综合节能效果,忽视了夜间自然通风的应用潜力。本文以秦皇岛地区办公建筑为研究对象,利用多种数值模拟方法,对夜间自然通风的微观气流与长期应用效果开展了模拟研究,为改善建筑通风效果,预测建筑长期应用夜间自然通风时的通风量与节能效益提供参考。本文的主要研究内容有:首先利用PHOENICS软件的FLAIR模块建立建筑馆的夜间自然通风数值模型,针对风压、热压、风压与热压耦合三种不同驱动力下的自然通风微观气流进行瞬态CFD仿真,发现单独热压驱动仍可保证建筑内有约4次h-1～10次h-1的换气次数。分析了天井在建筑自然通风中起到的作用,并提出强化静风状态时热压通风的改进方法,强化后建筑三层自然通风风量可提升约50%。为了预测建筑长期应用夜间自然通风被动节能技术的动态风量变化与节能效益,考虑通风模型与建筑热模型的相互作用,本文基于Ping-Pong耦合法建立Energy Plus和CONTAM协同仿真模型。在分析Energy Plus用于计算传热的热平衡方程与CONTAM用于计算空气流量的质量守恒方程的基础上,引出耦合模型原理并介绍了联合仿真方法与过程。最后利用Energy Plus与CONTAM建立耦合仿真模型,基于典型气象年数据模拟得出,在有制冷需求的空调季和过渡季部分时段,夜间自然通风换气次数达到5次h-1及以上的时间占比均可以达到60%左右,6月份和9月份采用夜间自然通风降温技术的节能效果最明显,节能百分比分别为16.24%和18.9%,整个夏季应用夜间自然通风可以降低全年13.04%的空调制冷能耗。
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