南昌地区高层住宅建筑围护结构传热分析及节能研究

【摘要】： 在国家能源消耗中,建筑能源占有相当大的比例。随着城市化发展迅速,城市人口高速增长,为了缓解城市建设用地紧张,高层住宅建筑的数量会迅猛增长,但是高层住宅建筑由于其巨大的体量和复杂的设备系统,需要消耗大量的能源。因此解决高层住宅建筑节能对国家经济可持续发展有重要意义。但是较之多层、低层建筑,高层住宅建筑有着自己独特的传热特点,所以在进行高层住宅建筑的节能设计时,不应盲目照搬多层和低层住宅建筑的设计方法和措施,而应根据高层住宅建筑的特点,采用综合的方法来节约其耗能。 基于高层住宅建筑节能所面临的问题,本论文根据高层住宅建筑结构特点和独特的热环境因素,依据反应系数法对高层住宅建筑的围护结构建立传热模型以解决实际工程中所面临的问题。并且由DeST能耗模拟软件和所建高层住宅围护结构传热模型分别计算此模型在7月21日这天的能耗模拟结果。通过对比分析两者的模拟结果,验证了所建高层住宅建筑围护结构传热模型的准确性。另外,从实验的角度,采用热箱—热流计法,并人为的改变风速来创造高层住宅建筑的风环境,模拟墙体在不同风速下的传热变化。通过对比分析实验结果和模型得出结果,论证所建高层住宅建筑围护结构传热模型实用性,得出高层住宅建筑的围护结构节能设计的技术依据。高层住宅建筑的围护结构节能设计应该随高度的增加,其保温隔热材料性能有所增加。这一点与普通住宅使用同一材料的围护结构节能设计不同。其增加的数值可根据本研究所建的高层住宅建筑围护结构模型得出。总之,无论从软件模拟或是实验的角度,都说明本文的研究方法和模型能够指导未来的工程实践,对未来的高层住宅建筑节能设计发展有所帮助。 【关键词】：高层住宅建筑 建筑节能 DeST-h 风速
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TU111.4
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 研究背景和意义8-9
• 1.2 国内外的研究现状9-14
• 1.2.1 国外研究现状9-11
• 1.2.2 国内研究现状及建筑节能发展特点11-14
• 1.2.3 对国内外研究概况的总结14
• 1.3 本课题主要研究的内容14-15
• 第二章 南昌地区的气候特征与高层住宅设计的特点15-21
• 2.1 南昌地理位置与气候特征15-16
• 2.1.1 南昌地区地理位置15
• 2.1.2 南昌地区气候特征15-16
• 2.2 南昌地区高层住宅建筑设计的特点16-20
• 2.2.1 高层住宅的发展演变16-17
• 2.2.2 高层住宅结构17
• 2.2.3 高层住宅安全性17-18
• 2.2.4 高层住宅围护结构18-19
• 2.2.5 高层住宅设备特点19-20
• 2.3 总结20-21
• 第三章 高层住宅建筑围护结构传热模型21-51
• 3.1 外部假设条件的确定21-22
• 3.2 外墙外表面热平衡模型的建立22-33
• 3.2.1 参数分析22-23
• 3.2.2 短波辐射强度I_t 的确定23-26
• 3.2.3 对流换热系数h_c 的确定26
• 3.2.4 逐日气象温度模拟模型26-28
• 3.2.5 角系数的确定28
• 3.2.6 模型的简化28-33
• 3.3 高层建筑墙体传热模型确定33-38
• 3.3.1 墙体传热的数学模型33-34
• 3.3.2 板壁围护结构传递矩阵的求取34-35
• 3.3.3 反应系数的确定35-36
• 3.3.4 传热的热量的计算36
• 3.3.5 反应系数项数的确定36-38
• 3.4 外墙内表面热平衡方程的建立38-43
• 3.4.1 围护结构导热传热量的确定39
• 3.4.2 各围护结构内表面间的互辐射计算39-40
• 3.4.3 与室内空气对流换热的确定40-41
• 3.4.4 内热源长、短波换热的确定41-43
• 3.4.5 透过玻璃窗进入室内的太阳辐射43
• 3.5 房间空气热平衡方程式的确定43-51
• 3.5.1 室内空气渗透耗热量的确定44-49
• 3.5.2 室内通风换气耗热量的确定49-51
• 第四章 DeST 能耗模拟软件验证所建模型51-67
• 4.1 DeST—软件介绍51-55
• 4.1.1 DeST 主要特点51-53
• 4.1.2 DeST 的建筑热物理模型53
• 4.1.3 DeST 主要应用领域53-55
• 4.2 典型建筑动态负荷模拟计算55-59
• 4.2.1 典型建筑描述55
• 4.2.2 计算输入55-59
• 4.3 通过模型进行模拟计算59-63
• 4.3.1 房间热状况及能耗的计算59-63
• 4.3.2 高层住宅建筑墙体传热能耗分析63
• 4.4 对比分析结果63-67
• 第五章 各类风速下的热传递实验论证所建模型67-77
• 5.1 实验目的与方法67-69
• 5.1.1 实验目的67
• 5.1.2 实验方法67-68
• 5.1.3 实验假设68-69
• 5.2 各种参数的测量方法和及传感器布置和选择69-70
• 5.2.1 温度69
• 5.2.2 热流69-70
• 5.2.3 辐射70
• 5.2.4 风速70
• 5.3 采样时间间隔与采样时间的选择70
• 5.4 实验数据处理和误差分析70-72
• 5.4.1 误差的来源70-71
• 5.4.2 误差的分析和处理71
• 5.4.3 实验数据预处理71-72
• 5.5 与所建模型对比论证分析72-77
• 5.5.1 实验条件数据72-74
• 5.5.2 对比分析结果74-77
• 第六章 结论及展望77-80
• 6.1 对建筑节能的指导作用77
• 6.2 结论77-78
• 6.3 后续工作78-79
• 6.4 展望79-80
• 参考文献80-83
• 致谢83-84
• 个人简历 在读期间发表的学术论文84

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