气凝胶玻璃太阳辐射传递及传热简化分析

纳米气凝胶材料逐渐被推广和应用于节能玻璃领域,但目前的建筑模拟软件尚不具备计算气凝胶玻璃光、热、辐射传递的功能。本文建立了气凝胶玻璃的动态传热详细计算模型和太阳辐射传递详细计算模型,实验验证了模型的准确性,给出了气凝胶玻璃的K-Sc计算方法、太阳辐射传递和传热的简化计算方法模型。以长沙的气象参数作为计算条件对比分析了详细模型、简化模型及K-Sc模型在不同天气和朝向下的计算准确性,结果表明:在阴天,简化模型有较好的准确性。在晴天,比较各个朝向一天的累计室内得热量,简化模型的计算值均比详细模型偏高,在南朝向误差最大为15.4%。简化模型的准确度均优于K-Sc模型。     

基于植被冠层动态光学参数的种植屋面传热计算模型

太阳辐射是种植屋面主要的热量来源。为了描述植被冠层吸收和透过的太阳辐射能量,需要确定植被冠层的光学参数,即太阳辐射吸收率和透过率。已有的种植屋面传热计算模型将光学参数简化为固定不变的常数,无法描述太阳辐射在植被冠层内的动态传输过程。本文基于植被冠层辐射传递Beer定律,建立动态光学参数计算模型,并将其整合至种植屋面传热计算模型中,将计算值与种植屋面实测值进行比较,验证模型的准确性。     

夏热冬冷地区机械通风双层皮玻璃幕墙动态模拟及实验研究

本文基于区域方法和气流网络模型,结合双层皮玻璃幕墙机械通风的特点,综合考虑了通风空腔内热压、风压和横向交叉气流的作用,建立了机械通风双层皮玻璃幕墙的模型。搭建了机械通风双层皮玻璃幕墙试验台对模型进行验证。采用试验期间的太阳辐射值和室内外的温度作为模型的输入值,将模拟的各层温度值与实验值进行对比。结果显示,各层温度的实验值与模拟值的最大偏差均在2.6℃以内,内侧玻璃温度的实验值与模拟值的偏差在1℃以内。总体来讲,模拟值与实验值较为吻合,计算速度较快,可用于能耗模拟。分析了机械通风双层皮玻璃幕墙的通风量和百叶角度对内侧玻璃温度和得热量的影响,结果表明,通过增加通风量和百叶角度可以有效的降低内侧玻璃的温度和得热量。     

玻璃隔热膜在建筑节能中的应用研究

隔热贴膜是对玻璃进行节能改造最为简单有效的选择之一。对位于南京的某连锁餐饮店进行了玻璃贴膜改造跟踪研究,结果表明玻璃贴膜后,能有效阻隔太阳辐射热量、降低室内温度、减小空调制冷负荷,能耗模拟软件表明,玻璃贴膜后能有效降低建筑空调能耗。     

透明隔热玻璃涂料的建筑节能潜力分析

对玻璃进行透明隔热涂料加工是一种快捷的节能改造方式,可显著改善玻璃的热工性能.本文通过模拟和实测,耦合计算分析了玻璃涂料在不同气候区的节能潜力.首先,通过在不同气候区中构建典型建筑模型,利用能耗模拟软件EnergyPlus计算涂料玻璃的节能特性,得出夏热冬冷地区和夏热冬暖地区整个空调期单位面积玻璃的各朝向平均节能量分别为49.5 kWh/a和78.1 kWh/a,并采用红外成像方式实测检验了其节能特性.而后,通过耦合气候区和日照条件2种因素,计算分析了玻璃涂料降低空调能耗的潜力,并分析了其地区适用性.     

空心砌块通风墙体技术及传热模型研究进展

提出采用空心砌块搭建成通风墙体,利用空调系统排风、地道风或夏季夜间凉风等对空心砌块墙体的空腔进行通风,实现墙体内部冷、热量的转移。论文回顾了国内外通风墙体的传热模型并进行了简要分析。目前通风墙体的研究包含一维、二维和三维的稳态或动态的传热模型,以稳态模型居多,而实质上瞬时传热特点对于墙体冷热负荷及室内热舒适非常重要。利用数值方法的动态传热模型可以对通风墙体进行瞬时传热特性的研究,但是此方法耗时长,且不易于嵌入传统的能耗模拟软件中进行能耗特性分析。简化的动态热网模型可以嵌入到既有的建筑能耗模拟软件中,在建筑能耗分析中是一种较好的研究方法,然而如何准确系统地确定模型的阶数及热阻、热容等参数还缺少研究。     

基于热平衡理论的隔热涂料夏季节能效果模拟与分析

根据热平衡理论建立了围护结构稳态传热模型,计算隔热涂料对围护结构传热的影响。结果表明,夏季反射隔热涂料在白天降低围护结构传热量的效果更优异,夜晚节能效果会有所降低;辐射型隔热涂料能够在昼夜稳定地降低围护结构传热量。此外,对北方地区应用隔热涂料后室内温度和空调能耗情况进行了动态模拟。建筑模型能耗模拟表明,应用反射型隔热涂料(以反射比0.7为例)后,夏季室内温度与对照组相比降低0.47～0.69℃,整个夏季空调能耗降低17.60%;应用辐射型隔热涂料(以发射率0.9为例)后,夏季建筑室内温度降低0.45～0.51℃,整个夏季空调能耗降低14.60%。     

单片低辐射玻璃谱带模型及其数值模拟

采用谱带模型,考虑了各个波段透射率、反射率对传热的影响,对单片低辐射玻璃的传热过程进行了研究,提出了描述此传热过程的非线性方程组;考虑对流、太阳辐射及外界和室内辐射等边界条件,并采用了牛顿法解方程组.计算结果表明,单片低辐射玻璃镀膜层向室内放置比较合理;另外,讨论了玻璃厚度、室内温度、室外风速对玻璃传热的影响.     

气凝胶中空玻璃光热参数计算及节能性能分析

气凝胶具有透光性好、低传热的特性，将透明片状气凝胶填充在中空玻璃的空气腔内，替代空气层，构成气凝胶中空玻璃。气凝胶中空玻璃可用在建筑上，在保证采光性能的前提下，可提高玻璃保温效果，减少建筑物热量散失，对建筑节能有积极意义。本文基于现有中空玻璃的国际标准节能计算方法，对气凝胶中空玻璃的节能参数进行测试和计算，并通过有限元传热分析进行对比，分析现有方法的合理性及存在的问题。结果表明，和传统的中空玻璃对比，气凝胶中空玻璃传热系数降低1.61W/(m2·K)。     

自力式套管封装相变墙体排热系统及相变简化模型研究

建筑能耗日益增加,新型建筑节能技术越来越受到人们的重视。在建筑空调领域,提高建筑围护结构的热特性能够明显减少室内负荷,降低建筑能耗。本文提出了一种新型自力式套管封装相变排热节能墙体系统。该墙体系统充分利用夜间天空辐射冷却实现墙体内热量的自动转移。针对该墙体内嵌入的套管相变材料建立了4R2C热容热阻简化相变传热模型,并利用遗传算法对模型参数进行辨识。进一步搭建了套管相变材料的实验平台,并将模拟结果与实验结果进行对比。结果表明,4R2C简化相变模型能够准确的模拟套管相变材料的传热特性,内套管表面温度与热流平均误差分别为0.45℃和14.4%。简化相变模型能够很好与墙体热模型耦合,实现自力式套管封装相变墙体系统热特性与节能特性的集成模拟。     

太阳辐射对南方多层墙体热湿性能影响的研究

本文以空气含湿量和温度为驱动势建立模型对南方地区典型多层墙体进行了动态模拟。在主模型中,将太阳辐射总热量分解,得到了建筑不同朝向外墙的太阳辐射得热量,进而分析了在太阳辐射影响下墙体的热湿性能;在子模型中,不考虑太阳辐射得热对墙体热湿性能的影响。将模拟结果同实验测试数据进行对比后可知,太阳辐射得热对多层墙体外层的温度影响较明显,而墙体温度的升高会造成墙体内空气含湿量的增大。     

广州地区民房类基站围护结构节能设计研究

随着电信行业的迅速发展,其电费开支也呈直线增长,降低电信行业运行能耗成为当务之急.本文根据广州地区民房类基站的实际情况,采用建筑能耗模拟软件DeST,分别对楼层、空调设定温度、外墙朝向、墙体传热性能、墙体外表面太阳辐射吸收系数及通风等围护结构节能设计因素进行模拟分析,得到了各因素的节能效果,并据此给出了广州地区民房类基站的节能设计策略.     

节能玻璃对寒冷地区建筑被动式太阳能利用的影响研究

被动式太阳能利用对于寒冷地区建筑冬季室内热舒适有重要意义,节能玻璃在建筑节能中有一定的贡献,如若选取不当,一定程度阻挡了冬季建筑获得太阳能。文章以西安市为例,分析了两种节能玻璃对建筑室内太阳能被动式得热的影响。通过建立玻璃太阳辐射模型,采用理论计算的方法,分析不同节能玻璃在不同朝向下的建筑室内太阳辐射得热量,提出适合寒冷地区冬季被动式太阳能利用的受益窗朝向和节能玻璃类型。     

夏热冬冷地区居住建筑房间得热量分布及节能方向

采用多层板壁热力系统的反应系数法分析计算了典型气象条件下4个典型房间各围护结构的逐时传热量及其在房间得热量中所占比例。结果显示,在夏季典型气候条件下,单位面积围护结构对房间得热量的影响从大到小依次为外窗太阳辐射、外窗传热、屋顶传热、东西墙传热、南墙传热;白天由太阳辐射引起的得热量一直是房间得热量的主要部分;随着西向窗墙面积比的增大,西窗逐时传热得热量和辐射得热量呈线性显著增加;在夏热冬冷地区,必须提高窗户的遮阳性能,并降低窗户的传热系数,适当控制南向窗户面积,严格控制东西向窗墙面积比,建议西向窗墙面积比不大于0.2。     

百叶外遮阳太阳散射辐射计算模型及程序实现

窗户外部的遮阳系统可以减少进入室内的太阳辐射得热量。目前,在计算遮阳系统对太阳辐射的遮挡作用时,仅仅从几何角度上考虑遮阳构件对直射辐射的减少作用,没有考虑对散射辐射的影响,但在实际中,遮阳构件的存在,对散射辐射的影响不能忽略,特别是对于百叶类型的遮阳构造,由于其布置较为紧密,对直射辐射遮挡较多,进入室内的太阳辐射主要为散射辐射,因此建立详细的散射辐射计算模型,可以正确反映和评估其遮阳效果,并为计算遮阳构件对建筑能耗的影响提供基础。通过分析散射辐射入射到百叶遮阳板上的光学特性,建立用于计算太阳散射辐射透过和反射的数学模型,并根据该模型得到用于计算机编程的算法。该模型和算法可以应用于不同的百叶遮阳系统,为建筑能耗模拟中考虑百叶遮阳板对空调能耗的影响提供理论基础。     

用空调机房节能成熟度模型评价空调能耗水平

提出一种用节能成熟度模型评价空调能耗水平的方法,认为这一方法可以帮助设计者、使用者、业主明确空调系统当前节能水平及节能潜力。     

办公建筑通风空调联合运行的节能分析

本文利用CFD软件对某办公建筑一个房间进行了24小时非稳态热环境的动态模拟,包括室外温度、太阳辐射等非稳态条件以及定时开窗进行自然通风,定时关窗开始空调的动态过程,对其通风空调联合运行机制从节能角度进行了计算分析,在满足室内环境热舒适要求的前提下,寻找一种节能的运行模式,从通风空调联合运行机制上探讨节能潜力。     

黑龙江省第四步节能的外窗性能研究

应用DeST-h软件建立外窗太阳辐射得热量计算模型,模拟研究遮阳系数和传热系数等主要因素对外窗节能的影响。结果表明,供暖期南向窗月太阳辐射得热量约为北向窗的4~6倍,增大遮阳系数时南、北向窗月太阳辐射得热量都会增大,南向窗的增大效果更明显。应综合考虑遮阳系数和传热系数选取外窗。     

天津地区某高层办公楼能耗模拟与节能潜力分析

建筑能耗中供暖空调能耗所占比例约为55%,是实现建筑节能的关键。采用DeST-c模拟了天津地区某新建高层(20层)办公楼能耗,将模拟结果与传统负荷计算结果进行了对比,同时分析了空调系统的风系统和水系统分别采用排风热回收和变流量技术后的节能潜力。对比分析表明与传统负荷计算方法相比,能耗模拟软件计算的全年累计冷热负荷值分别减少43.0%和31.0%,全年累计冷热负荷指标仅为传统负荷计算值的21.0%和26.0%。风系统采用排风热回收技术后,冷水机组总容量从1 800 kW降到为1 500 kW,全年制冷能耗节省5.3万kW·h;水系统采用变流量水系统技术后,理论上每年节省2.5万kW·h能耗。采用排风热回收和变流量两项节能措施后,空调系统总能耗降低约8%,节能效果明显。     

遮阳系数对供暖与空调能耗影响差异的逐时解析

以中国福州为例,从当地逐时气象数据入手,分析了建筑空调负荷及供暖负荷的所有时刻对应的逐时太阳辐射,用特征温度法研究当遮阳系数减小时各时刻建筑的空调与供暖能耗及相对变化(节能率)情况。研究发现,由于冬季有太阳辐射各时刻的供暖能耗相对于无太阳辐射各时刻能耗比例很小,故遮阳措施对供暖总能耗的影响不显著,从而证明DOE-2关于冬季遮阳系数减小对供暖能耗影响的结论值得商榷;由于夏季有太阳辐射各时刻空调能耗远大于无太阳辐射各时刻空调能耗,故遮阳措施对空调总能耗及节能率的影响非常显著,DOP2软件与特征温度法的结果是正确的;通过对福州全年各时刻空调供暖能耗、建筑负荷及节能率进行解析,揭示了看起来很分散的各时刻能耗及节能率差异数据总体上遵循的某种共性规律,供同行参考。