成都市自然通风办公建筑室内热环境营造策略研究

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夏热冬冷地区在《民用建筑热工设计规范》里的设计原则是;“必须满足夏季防热要求,适当兼顾冬季保温”,基于这样的原则作者对处于夏热冬冷A区的成都市办公建筑室内热环境的营造策略进行了探究。又基于“被动优先,主动优化”的理念,作者分析总结了成都市自然通风办公建筑各构件的最优单项被动式技术,并且将多种最优单项被动式技术进行了耦合分析,在此基础上建立了综合优化模型。对综合优化模型和基础模型、目标办公建筑(天谷新谷6号楼)的室内热环境参数值进行对比分析,最终提出成都市自然通风办公建筑室内热环境的优化策略。建筑物室内热环境的改善和当地气候特征联系紧密,在此基础上,作者对夏热冬冷地区的主要城市的气候特征及热环境状况进行了总结分析。成都市年平均气温为16.57℃;最热月(7月)平均干球温度为25.81℃;最冷月(1月)平均干球温度为5.78℃;在夏热冬冷地区主要城市中均处于较好水平。成都市年平均相对湿度为82%;最大值出现在8月份,为85.5%;最小值出现在5月份,为74.8%;在夏热冬冷地区主要城市中均处于较劣水平。作者还对该地区的累年太阳直射辐射强度以及大气压强进行了相关的总结分析。作者对成都市多幢办公建筑进行了问卷调查,并对其中一幢办公建筑(天府新谷6号楼)的冬、夏季室内热环境参数进行了数据实测。热环境满意度评价的问卷调查结果为:夏季时在被调查的人员当中认为所处环境湿热、气流感偏闷的人员分别占比为71.2%、67.9%;冬季时被调查的人员当中认为所处环境湿冷、气流感正好和稍微不适的人员分别占比为72.9%、77.9%。目标办公建筑(天府新谷6号楼)室内气温状况的调研结果为:室内平均气温较室外平均气温高,标准差小,气温均差范围小,数据较集中;并对目标办公建筑的PMV-PPD值进行了统计分析,夏季平均PMV值为0.8,平均PPD值为22%;冬季平均PMV值为-2.04,平均PPD值为77%;对照PMV的7个热感觉等级,认为室内人员夏季的主要热感觉为稍暖,冬季主要的热感觉为凉。作者利用DeST-C软件建立了办公建筑基础模型,对建立的基础模型进行了最优单项被动式技术的探究。当基础模型的窗墙比从0.2增加到0.8时,室内气温平均值不断升高,室内气温最大值和最小值的温差不断扩大。而室内房间全年气温最大值则呈现西>东>南>北的现象;室内全年气温平均值呈现西>南>东>北的现象;室内全年气温最低值呈现南>西>东>北的现象。且发现在成都市自然通风办公建筑中,窗墙比越小一年当中低温时数越多,窗墙比越大一年当中高温时数越多。据此作者认为建筑模型西向房间热、北向房间冷、东向房间气温变化较南向不稳定,南向房间相较而言为最好朝向。作者还分析了墙体厚度、混凝土墙和砖混墙、墙体保温材料、窗玻以及遮阳对室内热环境的影响。并得出保温材料为聚苯乙烯泡沫塑料的240mm混凝土外墙内保温墙体在营造自然通风办公建筑室内热环境的优化策略。而在几种常见窗玻材料的对比分析中发现,在该地区自然通风办公建筑的南向、西向使用镀膜low-e中空玻璃(低透型)最能改善室内热环境状况;而在建筑物的北向、东向房间宜使用普通中空玻璃。在遮阳技术分析中,认为外挂式百叶遮阳对室内热环境的营造效果较佳。利用各构件最优单项被动式技术建立综合优化模型,并进行多种最优技术的耦合分析,不断完善综合优化模型。并发现综合优化模型的室内气温变化规律和实测建筑室内气温变化规律相同,但前者室内气温的最值和均值比后者均有了明显的改善。经过多种单项最优技术的耦合作用,室内气温时数分布亦趋于向室内人员舒适的温度范围集中。虽亦有夏季偶尔高温和冬季偶尔低温的情况,但作者认为,总体上优化模型较实测建筑室内热环境状况有了较大改善。
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