選擇性太陽光隧道外墻建筑冬季工況室內(nèi)熱特性研究.pdf

1、針對解決當前能源危機的問題，如何實現(xiàn)太陽能與建筑一體化設計、減少建筑能耗越來越受到社會重視。本文介紹了一種新型被動式太陽房建筑：選擇性太陽光隧道外墻太陽房（SST外墻太陽房）。選擇性太陽光隧道（SST）的特殊結(jié)構(gòu)和設計，可以實現(xiàn)SST外墻對不同高度角太陽光線的選擇性吸收，最終達到建筑內(nèi)冬暖夏涼的目的。
　　為了探究冬季工況SST外墻建筑室內(nèi)的熱特性，總結(jié)SST外墻的工程應用價值，本文在實驗研究中搭建了SST外墻太陽房和對比房，通過

2、連續(xù)記錄不同工況和不同運行方式時室內(nèi)的溫度、濕度、人體舒適度及耗電量，對比分析白天工況或夜間工況、自然通風或強制通風運行時室內(nèi)的熱環(huán)境及SST太陽房的節(jié)能性。發(fā)現(xiàn)，1）室內(nèi)設計溫度為20℃時，人體舒適度較好，且節(jié)能性較高；2）白天室外環(huán)境接近的條件下，強制通風運行時室內(nèi)溫度上升明顯，舒適度變化較大，可能出現(xiàn)過熱情況；自然通風時室內(nèi)溫度變化較小，舒適度較好，且建筑的整體節(jié)能性更高；3）太陽輻射較弱的天氣，SST外墻的得熱量降低，甚至會使S

3、ST外墻建筑成為更加耗能的建筑。
　　為了進一步研究室內(nèi)的熱特性，將實驗所得數(shù)據(jù)作為邊界條件，運用CFD FLUENT軟件建立SST太陽房室內(nèi)自然通風和強制通風的數(shù)值模型，并完成模型精確性驗證，實驗和模擬結(jié)果均顯示自然通風時室內(nèi)垂直溫度梯度過大，平均溫度升高不明顯，而強制通風時室內(nèi)溫度非常均勻，平均溫度比自然通風運行時高出4℃以上。最后本文通過CFD軟件對SST外墻建筑進行初步優(yōu)化，對其工程應用提出幾點建議：1）在保證建筑堅固性及

4、安全性的前提下，通風孔的安裝高度越小越好；2）為了提高建筑的節(jié)能性，可以采用自然通風結(jié)合強制通風的運行方式，并對強制通風速度進行優(yōu)化；3）為了提高夜間SST太陽房的節(jié)能性，可以設計建筑為蓄熱墻體，或在SST外墻板空閑部分嵌入光伏電池，實現(xiàn)白天蓄熱或儲電作用，從而降低夜間室內(nèi)供暖的耗電量。
　　本文通過對多種運行工況實驗分析以及詳細的數(shù)值模擬分析，發(fā)現(xiàn)冬季SST外墻太陽房室內(nèi)溫度明顯高于對比房，而且輔助供暖耗電量下降，說明建筑能耗被