建筑负荷预测中太阳辐射透过窗户引起的冷负荷

通过对建筑物玻璃窗所受太阳辐射得热的性能分析,建立了太阳辐射得热模型;根据《民用建筑热工设计规范》中划分的5个建筑热工分区,建立了典型玻璃窗的太阳辐射得热系数（SHGC）数据库,由此构建了透过玻璃窗的瞬时太阳辐射得热模型。参考DeST中的家具平板模型,建立了玻璃窗的室内蓄热平板模型,通过模型将太阳辐射得热量转化为瞬时冷负荷,并与相同条件下冷负荷系数法中的透过玻璃窗的日射得热形成冷的负荷进行对比,其相对误差不超过20％,满足城市规划阶段负荷预测的要求。从而为解决太阳辐射透过玻璃窗形成的冷负荷提供了一个新的思路,为修正用于区域能源规划中建筑负荷预测用的负荷因子模型提供了一个实用方法。     

上海国歌广场热舒适研究

主要讨论上海国歌广场夏秋冬三季物理环境及广场使用者的热感知和偏好。现场进行小气候实测和问卷调查,21个测试日共获得问卷878份。研究采用主观评价与客观评价结合的形式评价热舒适。客观评价指标采用预测平均投票(PMV)、生理等效温度(PET)和标准有效温度(SET*)3个指标。结果表明:1)广场夏季热舒适问题相较秋冬两季更为突出;夏季,80%受访者期望空气温度降低、风速升高;秋冬两季,近半数的人希望温度升高、风速降低、太阳辐射增强;夏季,居民太阳辐射偏好与空气温度值呈显著负相关;秋冬两季,居民风速偏好与空气温度呈正相关,与太阳辐射呈负相关;2)预测PMV不适合评估上海广场户外热舒适;使用PET计算的热中性温度为16.2℃,热舒适范围为7~25℃;使用SET*计算的热中性温度为17.1℃,热舒适范围为10~24℃。本研究成果可为风景园林师优化上海高密度环境下的户外热环境提供评判依据。     

热致调光智能窗研制

采用羟丙基甲基纤维素（HPMC）、氯化钠、纯净水研制了热致调光智能窗样品,测试了不同配比下的热致转变温度、光谱透过率。结果表明：热致调光智能窗夏季能阻隔绝大部分太阳辐射热量,冬季能透射足够的太阳辐射能。     

高寒气候下集合住宅顶层节能设计策略研究——以西宁为例

集合住宅顶层外表面积大，室内、外热环境交互敏感，在太阳能富集、冬季寒冷漫长的气候环境下，直接利用太阳辐射热节约采暖用能的潜力大。以西宁地区为例，建立集合住宅顶层的典型空间模型，采用Designbuilder能耗模拟软件，从户内空间组合、单一空间、围护界面形态构造3个层级分析太阳辐射热作用下其设计要素与顶层采暖用能的关联性。总结住宅顶层的节能设计策略，并从设计要素利用太阳辐射热对采暖用能的节能贡献率角度，对设计策略进行优先级排序。为建筑师开展强化太阳辐射热利用效果的设计应用提供依据。     

冬季太阳辐射对平均辐射温度及PMV的影响研究

目前很多建筑采用玻璃幕墙、透明屋顶等结构形式,使房间获得良好采光的同时,更多的太阳光入射进室内,对热环境影响显著.在高强度太阳辐射影响下的热环境具有明显的瞬变非均匀特征.设计了冬季太阳辐射影响下的室内热舒适现场试验,实测环境参数的同时,收集人体热感觉投票.通过现场实测发现,黑球温度计间接测量法已不适用于太阳辐射影响下平均辐射温度的计算,其相对定义法误差高达2.6℃,影响对该条件下室内热环境评价准确性.采用EnergyPlus软件模拟计算青岛市某办公建筑内空调房间进入室内的直射和散射太阳辐射强度,计算太阳辐射影响下的平均辐射温度和PMV.研究结果表明,太阳辐射影响室内热环境的均匀性,如果不考虑该因素影响会导致人体热感觉预测偏差.     

拉萨院落式住宅设计要素与太阳辐射热利用的关联性研究

本文以太阳辐射资源可利用条件突出的拉萨地区常见院落式住宅的典型空间模式为分析样本,从空间布局和围护界面形态构造两个方面,研究设计要素与太阳辐射热利用的关联性,总结太阳辐射热利用设计规律。旨在强化建筑直接太阳辐射热利用效率,为建筑师转化地域气候资源、实现节能减排目标的院落式住宅建筑绿色创作提供决策依据。     

热反射轻质屋面隔热效果对比测试研究

通过对比测试连续晴天条件下,自然通风状态的普通压型钢板屋面厂房和热反射压型钢板屋面厂房的屋面外表面温度、内表面温度、室内空气温度等热环境参数,量化分析热反射屋面的隔热效果和对建筑热环境的改善作用。结果表明,相比普通轻质屋面,太阳辐射强烈的夏季晴日中午和午后,热反射屋面外表面温度、内表面温度、室内空气温度分别降低了12~16℃、5~7℃和1.5~2.5℃,隔热效果显著,有效改善了建筑室外热环境和自然通风状态下室内热环境。     

世界城市之最

世界上绿化最好的城市 澳大利亚首都堪培拉市中心有很大的人工湖,沿湖建有四百多公顷的公园绿地。湖面上有巨大的喷泉、美丽的桥梁,还有许多园林建筑。在堪培拉公园、花园、运动场等城市公用绿地占城市总面积的38％,住宅范围占城市用地的20％,仅此两项绿地即占城市面积的58％。平均每人有公用绿地七十多平方米,不愧为世界上绿化最好的城市。 污染最轻的城市 冰岛首都雷克雅未克被公认为污染最轻的城市。冰岛气候寒冷,为了御寒和在温室里培植蔬菜,要消耗比其它地区多得多的能量。然而,该城人很少使用煤和石油,全市无一烟囱,冰岛人自豪地称雷克雅未克为“无烟城市”。这个面积10万平方公里的岛国,遍布上千个温泉,热水井喷泉也有上千个之多。主要利用这些地热来取暖和种植蔬菜。温泉、热喷泉水水温高达90℃以上,可用来作饭和冲茶。     

居住区绿地改造夏季热环境模拟与优化策略研究

为了定量分析绿地结构及其模式对夏 日室外温湿度、风速的影响,综合运用三维非静 力模式ENVI-met对住宅区绿地改造前后进行 对比分析。结果表明：ENVI-met模拟结果与实 况接近,能较好反映温湿度变化情况;“中心+ 宅间”绿地模式中,增加高大乔木及场地树阴, 改造后温度平均降幅0.2~1.13 ℃;改造后相对 湿度提升1.61%~5.87%,且上午较下午显著; 改造后由于缺失通风廊道而导致风速降低。 UTCI结果显示改造后的居住区热舒适下午改 善效果较上午明显,平均降幅0.72 ℃。因此,基 于现有场地约束性条件对小区内现存绿地的布 局、形态结构、植被搭配及通风廊道的营造,是 现阶段针对老旧小区人居热舒适提升的可行性 方法。     

太阳能集热器-内嵌管式相变顶板房间能效模拟分析

建筑节能与可再生能源利用是实现碳达峰碳中和的重要技术手段。太阳能集热器-内嵌管式相变顶板系统通过太阳能集热器吸收太阳辐射能量,相变材料储存能量以实现全天室内供暖,从而降低室内采暖能耗。本文建立了内嵌管式相变顶板的二阶可变热容热阻简化传热模型,建立太阳能集热器-内嵌管式相变顶板房间模拟平台,并对房间热特性与能耗特性进行模拟分析,进一步与常规系统进行比较。结果表明,典型日相变顶板房间室内空气温度相比于普通屋顶房间提升了10℃左右,能满足武汉地区冬季供暖需求。在整个供暖季,除极端天气外基本能满足供暖需求,在连续多日无太阳辐射或太阳辐射很小的时间段,可考虑简单的电加热或空气源热泵等措施进行热补充。     

基于集总参数法的住宅小区室外热环境优化研究——以重庆地区为例

该文利用《城市居住区热环境设计标准》(JGJ 286—2013)中的集总参数法,结合重庆本地设计现状,总结出了适用于改善重庆地区住宅小区室外热环境的五个优化设计措施,即提高透水铺装比例、提高建筑首层通风架空率、提高场地遮阳设置比例、提高屋顶绿化比例、降低场地太阳辐射吸收系数.通过计算机模拟的方式,定量研究了各优化设计指标和室外热环境之间的关系,分析并得出结论:在重庆地区,改善住宅小区室外热环境,降低热岛效应,效果显著程度从高到低排序为降低场地太阳辐射吸收系数>提高场地遮阳覆盖率>提高底层通风架空率>提高屋顶绿化比例>提高透水铺装比例.因此在重庆地区,应优先推荐采用降低场地太阳辐射吸收系数和提高场地遮阳设置比例这两种优化措施.     

高寒地区办公楼冬季室内不对称辐射温度研究

高原寒冷地区气候独特,其室内热环境有异于平原寒冷地区。冬季室内热环境质量差,且室内温度非均匀分布缺乏深入的分析和评估。通过现场实验测试了室内外热环境参数,并建立数值模型,结合实测温度校验。在冬季典型气象日,与同处严寒气候区的平原城市北京对比,拉萨室内温度和辐射温度更高,但辐射温度不对称也更加明显。受太阳辐射、散热器和北外窗的强冷辐射影响,人体最大不对称辐射温差可达3.95℃,头部甚至达到8.73℃。由于强太阳辐射和低气温,建筑应尽量避免设置北向外窗,并加强保温。此外,拉萨需要更加适宜的室内热环境设计、评价规范,以改善室内热环境质量。     

卷闸窗隔热性能实测研究

卷闸窗是一种实用性极强的新产品，除具有防盗，装饰功能之外，能够使建筑物窗部的隔音，保温性能得以大幅度提高。尤其是作为一种窗户外遮阳方式，其有利于降低建筑物在夏季的空调能耗，维持舒适的室内热环境。测试表明，卷闸窗能使西向窗户的太阳辐射得热减少90％以上，与常见的内挂织物窗帘这种隔热方式相比较，在西向窗户使用卷闸窗可以使室内气温降低3．5℃左右，使用卷闸窗能有效地解决夏季房屋西晒、东晒问题。     

严寒地区民用建筑热工设计二级分区指标适用性分析

严寒地区分布范围广、气候条件复杂,现行标准规范以基准温度18℃的采暖度日数（HDD18）作为分区指标,将严寒地区划分为3个二级气候区。为分析该指标的适用性,通过EnergyPlus软件模拟并地较典型建筑在严寒地区61个城市的年累计热负荷差异,对比部分城市之间的气候特征,分析城市的HDD18与建筑年累计热负荷的关系,探讨HDD18分区指标的适用地区。结果表明：在HDD18相近的条件下,西部高海拔地区城市的建筑年累计热负荷显著低于东部城市;HDD18与建筑年累计热负荷仅在太阳辐射量及夏季温度差异较小的地区呈线性关系;HDD18作为分区指标,适用于太阳辐射及夏季温度差异小的地区,严寒地区宜结合太阳辐射等因素划分二级分区。     

提高居住区绿地利用率

人口多了,需要更多的住房,房屋建筑增加了,挤掉绿地,这是目前居住区规划和建设中的存在一个普遍现象。这和“城市规划定额指标暂行规定”中指出小区绿地平均每人1—2平方米的定额指标,以及林学方面的研究要求,一个地区绿地复盖面积至少应占用地30％以上,才能起到改良气候的作用,按     

围合式和半围合式建筑群室外气温计算方法研究

CTTC模型能够在非稳态传热基础上快速计算建筑群室外气温,是提高室外热环境设计质量的有效工具。原始CTTC模型在太阳辐射、长波辐射和CTTC计算等方面尚存疑问。本文选夏季典型晴热天气,对广州市某围合式和半围合建筑群展开测试,获得模型计算所需已知参数和室外气温的逐时变化。通过不同方法计算值与实测值的对比分析,确定按面积加权平均计算地、墙面的太阳辐射热扰和热时间常数的方法最为准确。与原始CTTC模型相比,对围合式建筑群而言,新方法的计算值与实测值平均值之差将从0.3℃减小为0.1℃,根均方差从1.0℃缩减为0.5℃,一致性指数从0.87提高至0.98,对半围合式建筑群而言,新方法的计算值与实测值平均值之差将从3.1℃减小为0.1℃,根均方差从3.8℃缩减至1.1℃,一致性指数从0.79提高至0.96。     

热反射屋面隔热和节能效果对比测试研究

通过对比测试连续晴天条件下24h持续空调状态的普通深色屋面房间和热反射屋面房间的屋面外表面温度、内表面温度、室内空气温度等热环境参数,量化分析热反射屋面的隔热和节能效果。结果表明,相比普通深色屋面,太阳辐射强烈的夏季晴日中午和午后,热反射屋面外表面温度降低了10℃~15℃,隔热效果显著,有效改善了建筑室外热环境。热反射屋面能够降低建筑屋顶层空调房间的耗冷量,典型夏季晴日热反射屋面房间单位面积空调耗冷量比普通深色屋面降低0.073kWh/(m2·d)。     

热湿气候区远海岛礁自然通风建筑热舒适实验研究

热湿气候区远海岛礁具有独特的气候特征:高温、高湿、强太阳辐射、日/年温差小、高盐雾、全年海风等。通过主观问卷和客观参数测量相结合的方法,研究了岛礁居民的热中性温度、热偏好温度、热舒适温度范围及岛礁建筑室内环境营造策略。招募了150名岛礁居民作为受试者,通过现场实验,得到570份有效问卷。数据分析表明,岛礁居民的热中性SET为25.4℃,热偏好SET为27℃,热舒适SET范围为20.2～30.5℃。在岛礁高温、高湿环境下,温度是影响受试者热舒适的主要因素,相对湿度并没有显著影响受试者热舒适投票。     

夏热冬冷地区外墙遮阳对建筑热环境与空调能耗的影响

介绍了夏热冬冷地区外墙遮阳在建筑中的实际应用,并从墙体受太阳辐射热影响的机理,阐述了外墙遮阳对室内热环境与建筑空调能耗的影响。以南京地区一栋典型居住建筑为例,使用清华大学开发的建筑能耗模拟软件DeST—h,模拟并分析了对于两种不同构造的外墙,分别通过采取外遮阳措施,减小外表面太阳辐射吸收系数对夏季室内热环境和空调能耗的影响程度,并用实验方法对模拟结果进行了辅证。     

建筑环境设计模拟分析软件DeST第4讲建筑热过程中的太阳辐射相关模型

太阳辐射是影响建筑热状况的重要外扰，在建筑热过程分析时，必须加以准确的考虑。太阳辐射可以被不透明建筑围护结构表面吸收，也可以直接透过建筑的半透明围护结构进入室内，这就需要解决两个问题：有多少太阳辐射量能够到达建筑的表面；到达半透明围护结构表面的太阳辐射有多少能够穿过半透明围护结构直接进入室内。详细介绍了DeST在建筑动态热过程分析中，与建筑表面吸收太阳辐射情况密切相关的建筑表面阴影计算方法和散射辐射的考虑方法，并对半透明围护结构的辐射透过模型与传热模型进行了细致分析。