【摘要】：在物質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、科技和社會(huì)高速發(fā)展的今天,隨著人們生活水平的不斷提高、建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展,我國(guó)建筑能耗需求持續(xù)走高,人們對(duì)建筑節(jié)能的認(rèn)知和重視程度與日俱增。建筑風(fēng)壓自然通風(fēng)技術(shù)憑借其優(yōu)良的通風(fēng)特性和綠色節(jié)能等優(yōu)勢(shì),受到越來(lái)越多的關(guān)注和重視。然而當(dāng)室外自然風(fēng)繞過(guò)建筑時(shí),氣流流動(dòng)伴隨著大量的分離和渦旋運(yùn)動(dòng),其流動(dòng)機(jī)理非常復(fù)雜,因此長(zhǎng)久以來(lái)學(xué)者們都在致力于尋找一種能夠?qū)ㄖL(fēng)壓自然通風(fēng)進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的方法,這將對(duì)風(fēng)壓自然通風(fēng)節(jié)能技術(shù)的推廣具有重大意義。建筑風(fēng)壓自然通風(fēng)的影響因素眾多,主要包括建筑體型、來(lái)流風(fēng)特性(風(fēng)速、風(fēng)向)、開(kāi)口結(jié)構(gòu)及形式以及房間內(nèi)部阻力分區(qū)等。本研究將在前人研究的基礎(chǔ)上,以建筑風(fēng)壓自然通風(fēng)阻力特性參數(shù)──綜合流量系數(shù)為切入點(diǎn),重點(diǎn)對(duì)單區(qū)房間風(fēng)壓通風(fēng)特性展開(kāi)研究,并建立一種新的通風(fēng)率預(yù)測(cè)模型。本研究基于課題組完成的風(fēng)洞試驗(yàn)建立了數(shù)值計(jì)算模型,應(yīng)用大渦模擬的CFD方法,對(duì)具有不同進(jìn)深的單區(qū)房間模型,分別在房間的對(duì)面墻和側(cè)壁墻上的不同門(mén)窗相對(duì)位置處開(kāi)設(shè)出口(門(mén))進(jìn)行風(fēng)壓通風(fēng)數(shù)值模擬計(jì)算,結(jié)合得到的流場(chǎng)壓力、速度分布等情況和通風(fēng)率大小,對(duì)此類(lèi)單區(qū)房間風(fēng)壓自然通風(fēng)的效果及影響因素進(jìn)行探究。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合伯努利方程提出房間綜合流量系數(shù)Cdz的確定方法并分析房間進(jìn)深和門(mén)窗相對(duì)位置對(duì)其的影響:針對(duì)相對(duì)開(kāi)門(mén)模型,得到房間綜合流量系數(shù)Cdz與門(mén)窗相對(duì)位置角Θ關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式;針對(duì)側(cè)壁開(kāi)門(mén)模型,定性分析房間進(jìn)深和門(mén)窗相對(duì)位置對(duì)房間綜合流量系數(shù)Cdz的影響。并給出基于房間綜合流量系數(shù)Cdz確定的通風(fēng)率預(yù)測(cè)模型。采用上述的CFD方法分別對(duì)按比例擴(kuò)大尺寸的新單區(qū)房間模型和雙區(qū)串聯(lián)模型進(jìn)行同樣的通風(fēng)數(shù)值模擬,并與預(yù)測(cè)模型的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。研究結(jié)果表明擴(kuò)大尺寸的單區(qū)房間自然通風(fēng)率均減小,且其相對(duì)于原尺寸房間通風(fēng)率減小的比例系數(shù)K_1與房間進(jìn)深有關(guān)─在三種長(zhǎng)寬比條件(1,1.25和1.5)時(shí)K_1分別為0.95,0.96和0.97;在此基礎(chǔ)上得到三種長(zhǎng)寬比條件時(shí),當(dāng)房間底面積按比例每擴(kuò)大一倍時(shí)房間通風(fēng)率的修正系數(shù)a分別為0.983,0.986和0.99;在雙區(qū)串聯(lián)房間中存在修正系數(shù)K_2=0.7使修正后的通風(fēng)率預(yù)測(cè)模型Q=2.48K_2C_(dz)成立。
【圖文】：

原理是自然風(fēng)在驅(qū)動(dòng)力的作用下流過(guò)物體表面且作為大氣運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，自然風(fēng)具有很強(qiáng)的可變的不同可以分為熱壓作用下的自然通風(fēng)、風(fēng)壓用下的自然通風(fēng)[19]。其中本研究針對(duì)的是結(jié)合有普遍適用價(jià)值的建筑風(fēng)壓自然通風(fēng)方式。筑物時(shí)，在建筑的迎風(fēng)面由于氣流滯留形成正壓真空區(qū)，由此在迎風(fēng)面和背風(fēng)面之間形成的見(jiàn)圖 1.1。建筑風(fēng)壓自然通風(fēng)中最典型的通風(fēng)相對(duì)開(kāi)窗，當(dāng)來(lái)流風(fēng)吹向建筑迎風(fēng)面時(shí)，來(lái)流，由背風(fēng)面的開(kāi)口流出房間。穿堂通風(fēng)通風(fēng)率差、房間形狀、開(kāi)口大小與形式、內(nèi)部阻力布

長(zhǎng)安大學(xué)碩士學(xué)位論文圖 1.1 來(lái)流風(fēng)通過(guò)一個(gè)單區(qū)房間示意圖Q = CdA 2(P1 P2)/ρ (式中，，Q 為房間的通風(fēng)率，m3/s，Cd 為窗戶(hù)的流量系數(shù)，P1, P2分別為進(jìn)風(fēng)窗風(fēng)窗處的壓力,Pa；A 為通風(fēng)當(dāng)量面積，m2； 為空氣密度，kg/m3。多區(qū)網(wǎng)絡(luò)模型是多區(qū)房間自然通風(fēng)預(yù)測(cè)的最有效和常用的方法，主要用于預(yù)測(cè)建筑通風(fēng)量和通風(fēng)量的分配問(wèn)題。多區(qū)網(wǎng)絡(luò)模型遵循質(zhì)量守恒、能量守恒原理和伯方程。多區(qū)域網(wǎng)絡(luò)模型的計(jì)算建立在以下兩個(gè)假設(shè)條件的基礎(chǔ)上：1)不考慮慣性力用。2)忽略室內(nèi)氣流的作用,即認(rèn)為作用于外開(kāi)口的壓力經(jīng)過(guò)開(kāi)口后完全轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓由于這兩大假設(shè)的理想性與實(shí)際通風(fēng)狀況不符，大量研究表明應(yīng)用多區(qū)網(wǎng)絡(luò)模型的有較大誤差。因此為了提高多區(qū)域網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算精度，在研究時(shí)采用多區(qū)域網(wǎng)絡(luò)模CFD 模型的耦合方法以及實(shí)驗(yàn)建立支路阻力模型等。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TU834.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2649961