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基于室内外耦合解析的室内自然通风研究

【摘要】:当今社会,节能与低碳成为全球瞩目的议题,建筑作为资源和能源消耗的巨大载体之一,建筑节能显得尤为重要。被动式节能设计尤其是自然通风能够通过调节建筑本身的形式和构件等来降低对采暖和空调等机械设备的依赖,可以极大地减少能耗实现节能,是值得广泛提倡和研究的设计方法。但在传统的室内热环境研究中,存在按照某一地区的标准气象条件将建筑周边环境设定为均一环境,导致建筑外部环境的差异无法被室内热环境分析充分反映的问题,因此本文尝试在考虑建筑周边环境的微气候变化条件下,通过CFD与多区域模型(TRNSYS)相结合的方法进行室内外耦合模拟,尝试建立一种室内及室外环境耦合的自然通风模拟计算方法,为基于自然通风的建筑节能设计提供一个能够综合考虑建筑周边环境变化对建筑室内热环境所产生影响进行分析的手段。 文章首先梳理了国内外关于建筑室内自然通风、结合主动式空调系统达到热舒适的相关技术研究,接下来运用CFD技术进行建模,将某具体户型热工性能实测结果同基于实例进行的模拟研究结果进行对比,验证了模拟方法的可靠性。利用该模拟方法,结合通风量比,可以计算出全年不同风向下的风环境。基于室内外耦合作用下的室内自然通风即可以通过通风量、换气次数等参数来衡量。 在案例研究中,进一步完善定量化研究,利用TRNSYS与CFD计算出的通风量比耦合计算,将其转化为室内在风的作用下的自然室温。同时根据温度、相对湿度、室内风速的不同计算出PMV的变化值,以PMV定量化衡量自然通风的利弊和需要开启空调的时间,整个计算方法结束。最后,对整个工作进行总结,提出若干未来研究的发展方向。

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