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室内外气温对建筑围护结构吸收太阳能的影响-热能工程专业论文
东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明:我恪守学术道德,崇尚严谨学风。所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写,我对所写的内容负责,并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:日期:年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。必威体育官网网址□,在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不必威体育官网网址□。学位论文作者签名:指导教师签名:日期:年月日日期:年月日室内外气温对建筑围护结构吸收太阳能的影响*摘要随着城市的快速发展,城市人口急速增加同时也引起了住房需求的扩大。房屋建筑规模的增大引发了许多问题,集中表现在建筑能耗的增高。我国是一个能源消费大国,全年总量居世界第二位,在总能耗中,建筑能耗占30%~40%左右。据统计,全国新建以及既有房屋中能够达到建筑节能设计标准的不足1%,而约210 亿平方米的住宅建筑存在着保温隔热性和气密性差、供热系统热效率低下等问题,建筑节能己成为国家的重大战略问题。建筑围护结构包括墙体结构、门窗以及屋面等,而墙体作为围护结构的主体部分,在冬季充分吸收太阳能是降低供暖能耗的主要途径。太阳辐射加热墙体后,受热墙体通过对流散热向大气中散发热量,因此墙体对太阳能的净吸收热量不仅受墙体表面吸收系数的影响,还受控于墙体表面温度和对流换热系数。此外,加强墙体结构的保温系统可以有效地减缓建筑物的热损失,对建筑节能有至关重要的作用。常见的墙体保温方式可分为内、外保温。由于内、外保温墙体暴露在室外侧的结构不同,内保温时与大气接触的是热容量较大的钢筋混凝土层,而外保温时与大气接触的是热容量较小的保温材料,因此内、外保温墙体的外表面温度差别很* 本研究得到了国家自然科学基金和上海市教委科研创新重点项目(13ZZ054)的资助I大,导致受太阳辐射加热的墙体通过对流换热向大气中的散热量差别大,进而影响了墙体对太阳能的实际吸收效果。我国长江中下游地区为非集中供暖地区,供暖需求以及采暖时间不同使室内气温不同,冬季室外气温比室内气温低,所以室内气温越高,墙体由于室内外温差增大所造成的热量损失越大,使得外墙对太阳能的利用率大大降低。由于室外气温影响着墙体的外表面温度,而室内外温差影响着墙体的热损失,因此,室外气温和室内温度均是影响墙体吸收太阳能的重要因素。室外气温不断变化,因此围护结构的传热过程为非稳态过程,为了寻求墙体太阳辐射净得热量与室、内外气温以及保温层位置的直接关系,本文以上海为代表的长江中下游地区为研究背景,采用数值模拟方法,探讨室内外热环境和保温方式对墙体对太阳能吸收效果的影响,为优化建筑节能设计方案提供理论依据。研究结果表明,室外气温越高而室内气温越低,墙体对太阳能的吸收效果越好。另外,不管室内、外热环境如何,内保温墙体的太阳能净得热量始终都是外保温的大约2 倍以上,这表明内保温更有利于长江下游地区居住建筑对太阳能的吸收;随着室外气温的升高,在室内平均气温较低时内保温墙体吸收太阳能的优势更为显著。根据我国长江中下游地区冬季非集中供暖特征,大多数居住建筑采用人在供暖,人离停止的间歇式供暖方式,与一些寒冷的集中供暖地区相比,室内平均气温偏低,而室外平均气温较高,因此采用内保温能更有利于实现该地区冬季建筑节能。II关键词:建筑节能;围护结构;太阳辐射;保温方式;计算流体力学(CFD)IIIIMPACTOFINDOORANDOUTDOORTEMPERATUREON CAPACITYOFBUILDINGENVELOPETOABSORBSOLARENERGY*ABSTRACTWiththe rapiddevelopmentof urbanizationinchina,thepopulation of urbanincreaserapidlyalsocausedtheexpansionofthedemandforhousing.Thehugescopeofbuildinghasalsoledtomanyquestions,particularlyintheincreaseofenergyconsumption.Chinaisalargecountryofenergyconsumption,anditrankssecondintheworldenergyusage.IntotalenergyconsumptionofChina,t
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