基于3D打印的被动式墙体热工构造的研究

基于建筑3D打印研究被动式墙体热工构造,利用"特朗勃"墙的原理,借助建筑3D打印墙体形成的空腔可以衍生、发展成具有保温通风换气性能的墙体空气夹层。论文结合被动式太阳能集热原理,拟通过热压作用形成室内空气流动,寻找为室内供热的新思路,以减少热损失。并运用ANSYS软件对比分析不同构造墙体的热工性能,寻找最佳、合理的解决方案,实现墙体保温与构造一体化设计。     

特朗勃集热墙在蒙古国“极寒学校”中的应用与节能实效研究

集热蓄热墙是一种有效利用太阳能进行供暖的设计,在全球能源危机的背景下,被动式太阳房在建筑节能领域正得到广泛应用。以蒙古国寒区学校为例,从热工角度分析集热墙的工作原理、传热方式,计算围护结构得热失热和建筑年采暖热耗值,比较不同材料的蓄热性能及应用特朗勃墙被动式集热设计的节能实效。针对严寒地区的气候特征,剖析其热环境调节策略,以期对被动式太阳能技术的推广产生积极意义。     

特朗贝墙体冬季热性能稳态模型的研究

特朗贝墙体系统优化和热性能的研究对于推广其使用至关重要。本文对简化的特朗贝墙体冬季热性能稳态分析模型进行了修正,将模型计算结果与实验结果进行对比,验证了模型的准确性,并根据简化模型讨论了墙体高度变化对墙体热性能的影响。     

特朗贝墙体冬季热性能的CFD模拟研究

本文建立了带有特朗贝墙体的被动式太阳能房的传热模型,对带有特朗贝墙体房间分别进行了稳态、瞬态模拟。稳态模拟可知:温度和密度的等值线分布均匀对称,热空气向上在出风口附近密度分布呈涡旋状;出风口中心点温度为316.04 K,墙面上最高温度为325.38 K,两者相差9.34 K。瞬态模拟可知:系统运行5 h时,墙体外表面温度由7.2℃迅速增加至46℃,墙体内表面温度由4.1℃增加至11.3℃。系统运行10 h时,墙体外表面由46℃迅速降至20.3℃后缓慢下降;墙体内表面温度由11.3℃缓慢降至7.1℃后基本趋于稳定。结果表明,地理位置和墙体热惰性对特朗贝墙体的蓄热传热过程影响较大。该传热模型为进一步优化设计带有特朗贝墙体的被动式太阳能房提供理论依据。     

被动式太阳能建筑中特朗伯墙体的研究综述

Trombe wall(特朗伯墙)是被动式太阳能建筑集热蓄热的围护结构,能够充分利用太阳能降低建筑能耗,因此受到了广泛关注。本文从理论计算、运行性能研究、CFD模拟研究、评估指标四大方面综述了近20年来与特朗伯墙相关论文的研究成果。总结了影响特朗伯墙系统运行性能的三大因素:材料(集热罩材质、墙体材质)、墙体尺寸参数(集热墙体厚度、空气层宽度、特朗伯墙体与整个南墙墙体面积之比)、建筑所在室外环境即气候特征(太阳辐射强度、室外风向风速);提出了利用CFD模拟研究时边界条件设定的注意事项。通过具体可行的结论为建筑师或相关工程设计人员在特朗伯墙设计阶段提供技术参考。     

集热蓄热墙式太阳能建筑的能耗模拟研究

本文对冬季集热蓄热墙式太阳能建筑的动态能耗进行了模拟研究。模拟采用了能量模拟软件EnergyPlus,计算了无辅助热源时通过建筑围护结构的各种形式传热量和有辅助热源时的采暖负荷。模拟结果显示,在沈阳地区采暖季采用理想辅助热源维持室内温度为18益时,太阳房在整个采暖季内的日采暖负荷比无辅助热源时小,总负荷减小了24.4%。另外,模拟分析了集热蓄热墙体的采暖负荷平均化的作用、结构和性能参数的影响。负荷的动态模拟结果将为被动式太阳能建筑的辅助能源运行方案、设备选择提供指导。     

集热蓄热墙在被动式太阳房中的应用

介绍了被动式太阳能建筑的几种类型,具体阐述了集热蓄热墙式被动太阳房在实际工程中的应用及工作原理,以期促进集热蓄热墙在建筑节能技术中的广泛使用。     

被动式太阳能集热蓄热墙对室内湿环境调节作用的研究

长期以来,关于被动式采暖降温技术的研究,主要集中在不同结构、材料等对室内热环境影响的分析评价方面,而关于被动式集热蓄热墙体对室内湿环境调节作用的性能研究很少.由于外围护结构的结露现象影响建筑的寿命、室内空气品质和人体舒适性而被人们广泛关注.为了解决结露的问题,通常采用的方法是加强外围护结构的绝热保温性能或适时地进行通风换气.在我国寒冷地区,随着建筑节能相关的规范标准的颁布实施,外墙的结露问题得到了较好的解决,但外窗的结露现象依然普遍存在.本研究在两间分别采用被动式集热蓄热墙体和普通保温节能墙体的同实体大的实验房屋中,利用多点温湿度及风速的计算机巡回监测系统等,对室内外温湿度、风速、太阳辐射强度及墙体内温度等参数在采暖期进行了长期实测,并通过对大量测试数据的分析,对被动式太阳能集热蓄热墙体对室内湿环境的调节作用进行了深入地实验研究,同时对由于采用集热蓄热墙体所带来的湿环境的明显改善进行了机理分析.     

寒冷地区被动式太阳能系统集热部件玻璃热性能研究——以陕西西安农村为例

目前节能玻璃种类繁多,不同气候区建筑外围护结构透光部分选用的玻璃也有所不同.对于采用被动式太阳能系统的建筑,不可盲目使用节能玻璃作为集热部件.被动式太阳能系统集热部件的关键部件(玻璃及框材)应根据气候条件因地制宜的选用.分析了西安农村地区常用的各种节能玻璃的传热系数、太阳能得热系数等性能指标,得出适宜应用在寒冷地区被动式太阳能建筑集热部件的节能玻璃类型.此种材料可有效地提高太阳能得热和室内热环境的舒适度,减少采暖能耗.     

被动式超低能耗居住建筑太阳能新风系统的应用分析及其优化设计

本文以西宁市被动式超低能耗居住建筑太阳能新风系统为研究对象,对其应用情况进行计算分析研究。在此基础上,对太阳能新风系统中的太阳能集热系统进行优化设计研究。研究结果表明:经过系统优化设计的被动式超低能耗居住建筑太阳能新风系统不仅能够承担超低能耗居住建筑的新风负荷,在一定的太阳能保证率的条件下还能承担生活热水负荷,从而避免太阳能集热系统过热现象的发生。被动式超低能耗居住建筑太阳能新风系统的应用能够取得较好的节能效益与环境效益。     

银川地区被动式太阳房的室温预测

被动式太阳房是一种经济有效地利用太阳能采暖的建筑,银川地区太阳能热水器已经得到了广泛的应用,但被动式太阳房的应用较少。本文对银川地区直接受益窗与集热蓄热墙的组合式太阳房的室内温度进行预测,分析其热舒适性,以便今后更近一步的研究。     

海洋性气候条件下新型特隆布墙被动降温的通风模式研究

针对被动式太阳房普遍存在的夏季室内过热问题，对海洋性气候条件下带有新型特隆布墙的被动式太阳房进行了实验研究，分析了不同被动降温模式的降温效果和室内空气温度分布。给出了适用于该类太阳房被动降温的最佳通风模式。认为内壁面温度是室内气温最显著的影响因素。与内陆地区利用自然通风降温的效果进行了对比。分析表明提高通风量、强化夜间通风可以改善海洋性气候条件下被动降温的效果。     

太阳房集热墙风口平均风速测定方法研究

本文对被动式太阳房集热墙风口平均风速的测定进行了研究。通过实验室模拟风口实验,测量分析风口截面上不同风量下风口的平均风速,找出测点风速等于平均风速的分布区域,将一个风速传感器探头放在该区域测出的风速即可代表风口的平均风速。将实验结果在青藏铁路线上被动式太阳房现场进行了校核,从而实现了对被动式太阳房集热墙风口平均风速的自动监测。     

被动除湿太阳能房

提出了一种新型被动除温太阳能房。这种房屋的墙体构造是在Ｔｒｏｌｍｂｅ墙的空气间屋内插入一块含盐多孔板，从而形双层空气间层。     

综述太阳能的几种利用方式

综合叙述了图洛姆保温墙、太阳室和太阳能热泵系统、太阳能制冷系统和建筑光电一体式系统等几种太阳能的应用方式，最后对我国太阳能应用的有利条件和前景进行了展望。     

Numerical study on thermal behavior of classical or composite Trombe solar walls

It is very difficult to calculate and analyze with precision the thermal behavior of the walls of building envelope when coexist various modes of thermal transfer and because of the particularly random climatic phenomena. These problems are very complex in the case of special components such as passive solar wall used in “bio-climatic” architecture. In this paper, the thermal performances of passive solar systems, a classical Trombe wall and a composite Trombe–Michel wall, are studied. The models were developed by our cares with the finite differences method (FDM) [L. Zalewski, S. Lassue, B. Duthoit, M. Butez, Study of solar walls—validating a numerical simulation model, International Review on Building and Environment, 37 (1) (2002) 109–121], and with TRNSYS software [Solar Laboratory of energy (USA), Manuals of TRNSYS, University of Wisconsin-Madison, USA, 1994]. The model for a composite wall developed with FDM was validated by experimentation [1]. The comparisons between the results of simulation with TRNSYS [2] and with FDM, and between the results of simulation a classical Trombe wall and the results of simulation and a composite Trombe wall have been made. They show that the models developed by ourselves are very precise, and the composite wall has better energetic performances than the classical wall in cold and/or cloudy weather.     

冷风渗透对太阳房热性能的影响研究

通过对青海某地太阳房的测试分析研究,确定了冷风渗透量对太阳房集热量和室温影响的计算方法。并知该太阳房的供暖效果和节能效果较好,但其集热墙的玻璃幕墙和房间门窗的密闭性较差,导致该玻璃幕墙和房间冷风渗透量较大,影响了集热墙的集热量及集热效率和太阳房的供暖与节能效果。因此在太阳房建设的设计与施工的各个环节中必须充分重视玻璃幕墙和房间门窗的密封性问题,以减少冷风渗透的能耗,提高太阳房的供暖效果和节能效率。     

A simple procedure for selection and sizing of indirect passive solar heating systems

Equivalent sol-air temperatures have been defined for four indirect gain passive solar heating concepts, namely, mass wall, water wall, Trombe wall and solarium. Steady state thermal efficiencies have also been defined as a measure of the ability of each system to deliver heat into the living space.

Design curves have been developed which relate the average instantaneous solar radiation incident on the passive element to thermal efficiency for different values of ambient temperature. These curves are useful in selection of an appropriate passive heating concept for a particular location.

It is inferred that a solarium is most effective at very low levels of incident radiation and low ambient temperature. Water walls and Trombe walls are most efficient at higher levels of incident radiation.

A simple procedure has been developed for a first approximation of sizing the selected system using these design curves and a minimum of meteorological information, namely, monthly average of daily global solar radiation, monthly average maximum and minimum ambient temperatures.     

小学校舍被动式太阳房调查和分析

被动式太阳房的围护结构既是收集太阳能的集热器，又是蓄热器和散热器，是一种方便、节约的采暖方式，但是太阳房集热效率较低也给其推广造成了一定的负面影响。经对某小学校舍进行研究后认为，只要选用科学合理的集热方式和构造措施，提高太阳房的集热效率，改善保温性能，减少热量消耗，加强维护，可以使太阳房的供暖效率得到大幅度提高。