115-脉动风下的自然通风建筑室内温度分析.pdfVIP

脉动风下的自然通风建筑室内温度分析 1 1，* 2 2 武汉理工大学 龚辉 周军莉 张雪娇 甘婷 上海民航新时代机场设计研究院有限公司广州分公司 尹飞2 武汉地铁集团有限公司 张政3 摘 要：为探讨自然风的波动特性对室内温度的影响，针对单区建筑模型，建立热平衡 方程，采用谐波叠加法（WAWS）得到的随机脉动风速序列作为建筑开口高度处的远处来流风 速，用Matlab 进行数值求解，最终分析了脉动风对室内温度衰减系数和延迟时间的影响。 关键词：自然风；室内温度；衰减系数；延迟时间 0 引言 实现可持续建筑的主要途径之一是被动式技术的应用，常用的被动式技术包括：太阳能 采暖、遮阳、维护结构的保温与隔热、蒸发冷却降温、自然通风。现阶段对于自然通风的研 究，大都将主导风向和平均风速作为外场边界条件，这样将难以客观评价自然通风的利用效 果。非稳态条件下建筑自然通风的气流特点和通风效果与稳态条件下相比有着明显区别，不 能单从自然风的平均特性出发来研究自然通风，脉动风条件下的自然通风有重要的研究意义。 本文拟定分析脉动风速序列下的单侧自然通风建筑室内温度衰减和延迟情况。 1 建筑模型 非 家具 绝 热 外 开口 墙 热源 图1 单开口建筑模型示意图 本文建立长沙地区一个简单的单开口自然通风建筑模型，其示意图如图1 所示。为便于 研究，做出一些假设： （1）室内空气不可压缩、且温度分布均匀，即可将室内空气看做一个节点。 （2）内外蓄热体都为单层材料，厚度均远小于它们的长度和宽度，均可看作半无限大物 体，蓄热体的温度在一维方向上变化。 （3）家具利用有效平板法将其简化成一定厚度的平板。 （4）室外空气温度以24h 为周期波动。长沙市夏季室外空气干球温度为：T 32.7 =+5.2 o cos 2π t −( 15) 24 [1]。计算时，令初始温度值都与室外平均温度相等为 32.7℃。此外，还考 虑了太阳辐射，它对室内温度的影响包含在室外空气综合温度T 36.7 =+18.1cos 2π t −[ ( z 15.72) 24 [1]中。忽略内壁面之间的相互热辐射作用。 第一作者：龚辉，男，1994 年8 月，硕士研究生 430070 湖北省武汉市珞狮路122 号武汉理工大学 TelE-mail :gonghui6789@ 通讯作者：周军莉 女 副教授 武汉理工大学土木工程与建筑学院 副教授 zjlhunu@126.com 2 （5）建筑模型长 5m、宽3m、高 3m，外墙厚度为 0.26m，地板面积为 15m 。除了一面积为 3m×3m 的外墙不绝热，其他围护结构均完全绝热，有室内热源E。在其中一面积为15m2 的绝 × [2] 热外墙上开一个面积为 1m 2m 的口。根据文献 的数据，可推出本文的建筑模型有木质家 具43.5kg，这些家具总的体积为0.07m3 3 ，那么室内剩余空气的体积