节能居住建筑室内热湿环境模拟研究

【摘要】： 本文较为系统地探讨了节能居住建筑室内热湿环境的模拟问题。在总结分析了国内外对建筑、环境动态模拟研究现状和理论成果的基础上,根据建筑节能设计的要求,合理地建立了考虑建筑围护结构内表面吸放湿效应的完整的室内空气热湿平衡方程组,其中重点研究了围护结构中以空气湿度W和温度T为驱动势的热湿耦合迁移过程以及依据空气重量湿度(kg/kg)为驱动势差的围护结构内表面吸放湿过程,并利用热湿传递的相似性原则和有限差分法对建立的围护结构热质迁移微分控制方程组和居住建筑室内空气热湿平衡数理模型进行了离散处理。 在上述理论解析的基础上,本研究运用C#语言编制了“居住建筑室内热湿环境模拟”软件,对建立的240mm普通粘土砖墙居住建筑物理模型的围护结构热湿耦合迁移过程、室内空气温湿度动态变化过程都进行了数值模拟,并通过与运用传统多孔介质热湿传递模型即蒸汽渗透法编制的计算机程序模拟结果以及对夏热冬冷地区(重庆)的典型居住建筑室内热湿环境进行现场调研测试结果的对比分析,说明了上述模型更加贴近围护结构的热湿耦合传递本质,更加全面的反映了居住建筑室内空气温湿度的动态变化过程,且具有形式简单、参数易于确定、结果精度较高等优点。 鉴于外墙结构性热桥对居住建筑室内热湿环境和建筑整体能耗计算的影响日益突出。本文在总结所参与的《居住建筑节能设计标准》中热桥部分的理论计算基础上,整理了常用围护结构热桥部位的线传热系数值,分析计算了热桥引起的围护结构主断面传热系数变化的修正系数,同时编制了“围护结构常见热桥部位的线传热系数查询系统”进行整合,方便设计人员进行查询、分析。 【关键词】：建筑节能 热湿耦合传递 室内热湿环境 数值模拟 热桥 平均传热系数
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TU111
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-10
• 1、绪论10-18
• 1.1、研究背景10-16
• 1.1.1、能源问题与建筑节能10-12
• 1.1.2、室内环境与建筑围护结构12-13
• 1.1.3、模拟研究现状13-16
• 1.2、研究的意义及主要工作16-18
• 2、节能居住建筑围护结构热湿耦合迁移过程18-53
• 2.1、概述18-20
• 2.2、围护结构热湿迁移机理20-30
• 2.2.1、多孔介质热湿迁移理论研究及模型分析20-24
• 2.2.2、传统多孔介质热湿传递模拟研究24-30
• 2.3、围护结构热湿耦合迁移数理模型30-45
• 2.3.1、基本物理模型及假设条件30-31
• 2.3.2、传热传质控制方程及边界条件的导出31-37
• 2.3.3、模型的离散和求解37-42
• 2.3.4、模拟计算过程及程序的编制42-45
• 2.4、热湿耦合与传统热湿传递模拟结果对比分析45-52
• 2.4.1、对比分析的前提条件45-46
• 2.4.2、热湿耦合迁移与蒸汽渗透模拟结果对比分析46-52
• 2.5、本章小结52-53
• 3、节能居住建筑室内热湿环境模拟53-69
• 3.1、概述53-54
• 3.2、围护结构内表面吸放湿量计算模型54-56
• 3.3、节能居住建筑室内热湿环境动态模型56-63
• 3.3.1、建筑室内热湿环境研究现状56-59
• 3.3.2、建筑室内热湿环境动态模拟模型及定解条件59-60
• 3.3.3、模型的离散及求解60-61
• 3.3.4、程序编制及软件开发61-63
• 3.4、居住建筑室内热湿环境模拟与实测分析研究63-68
• 3.4.1、建筑室内热湿环境实测分析研究简介63-65
• 3.4.2、居住建筑室内热湿环境模拟与实测结果分析研究65-68
• 3.5、本章小结68-69
• 4、外墙结构性热桥对室内热湿环境的影响69-83
• 4.1 概述69-70
• 4.2、结构性热桥定量评价方法70-77
• 4.2.1、结构性热桥线传热系数70-73
• 4.2.2、计算机模拟计算73-77
• 4.3、外墙平均传热系数即修正系数简化计算方法77-80
• 4.4、围护结构常见热桥部位的线传热系数整合80-82
• 4.5、本章小结82-83
• 5、结论83-86
• 5.1、本文的研究结论83-84
• 5.2、本文的展望84-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-90
• 附录1、硕士研究生学习阶段发表的论文和参与的科研项目90-91
• 附录2、插图、表说明91-93
• 附录3、部分核心源程序清单93-95

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