發(fā)布時間：2017-10-10 12:08

  本文關(guān)鍵詞：種植屋面的熱工性能評價指標(biāo)研究

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【摘要】：種植屋面本身是一種理想的被動節(jié)能方式,可以大幅增加熱阻、降低建筑能耗,也是解決城市“熱島”、生態(tài)問題的有效方法。綠化屋面和傳統(tǒng)屋面的熱工性能有明顯的區(qū)別,植被屋頂是一種“活”的建筑構(gòu)件,其熱工性能受到內(nèi)外各環(huán)境因子間的耦合作用,采用單一固定的當(dāng)量熱阻值指標(biāo)來評價并不完備。本文以重慶地區(qū)的模塊式種植屋面為例,研究種植屋面的當(dāng)量熱阻在冬夏兩季的不同室內(nèi)設(shè)定溫度、室外不同氣象條件、種植屋面不同構(gòu)造參數(shù)下的動態(tài)取值變化,為建立完備的種植屋面熱工性能的評價體系與工程設(shè)計實踐提供參考。首先,從種植屋面的隔熱原理出發(fā),將植被層、土壤層、屋頂結(jié)構(gòu)層的各項熱作用的復(fù)合效果歸納為綜合遮陽特性與綜合熱阻特性。綜合遮陽特性體現(xiàn)對太陽輻射的獲取能力,評價指標(biāo)主要有LAI與反射率,當(dāng)LAI處于3-4.6之間,佛甲草草坪的反射率都可取值0.15。綜合熱阻特性是種植屋面類比于一般圍護結(jié)構(gòu)而提出的等效特性,包括了植被的蒸騰、土壤蒸發(fā)、土壤導(dǎo)熱等作用,評價指標(biāo)主要是當(dāng)量熱阻。其次,借助種植屋面的傳熱過程分析與熱阻的基礎(chǔ)理論,定義種植屋面當(dāng)量熱阻的構(gòu)成。然后通過比較當(dāng)量熱阻的確定方法,采用穩(wěn)態(tài)傳熱的理論,得出種植屋面當(dāng)量熱阻的計算式,討論并確定了外邊界溫度的取值。聯(lián)合熱阻特性與計算公式分析了當(dāng)量熱阻取值的影響因素,提出用種植屋面冷卻效率來評價非空調(diào)工況下的種植屋面的隔熱性能。然后,在重慶地區(qū)對模塊式種植屋面和對比屋面進(jìn)行了冬季和夏季不同室內(nèi)工況的實測,對比分析了兩種屋面的保溫隔熱效果,得出:種植屋面在冬季和夏季所體現(xiàn)出的當(dāng)量熱阻效用有顯著區(qū)別。冬季最冷測試日密閉工況,種植屋面的外表面最低、平均溫度分別比對比屋面高0.81℃、1.79℃,內(nèi)表面最低、平均溫度分別比對比屋面高1.4℃、1.2℃;夏季最熱測試日空調(diào)工況,種植屋面的外表面最高、平均溫度分別比對比屋面低18.3℃、12.9℃,內(nèi)表面最高、平均溫度分別比對比屋面低14.3℃、8.6℃。不同室內(nèi)工況會顯著影響種植屋面的土壤下層、結(jié)構(gòu)層與室內(nèi)空氣的溫度分布,而對植被層與土壤上層的影響較小。最后,利用能耗模擬軟件,建立模型并用實測的數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗證。分析研究了室內(nèi)設(shè)定溫度、室外氣象參數(shù)、種植屋面構(gòu)造參數(shù)三類因素對種植屋面的當(dāng)量熱阻值的影響規(guī)律。室內(nèi)設(shè)定溫度對冬季的種植屋面當(dāng)量熱阻的影響不大;夏季,種植屋面的綜合當(dāng)量熱阻隨著室內(nèi)設(shè)定溫度的升高而增大,在室溫高于臨界傳熱溫度時,采用了冷卻效率進(jìn)行評價。太陽輻射和氣溫對種植屋面當(dāng)量熱阻的取值存在影響:冬季,太陽輻射的影響顯著,隨著日平均太陽輻射的增大,在不同的氣溫下,植被的綜合當(dāng)量熱阻都隨之略微增大;夏季,氣溫的影響顯著,隨著日平均氣溫的增大,在不同的太陽輻射強度下,植被的綜合當(dāng)量熱阻都隨之減小。葉面積指數(shù)對種植屋面的影響在冬季可以忽略;在夏季,隨著葉面積指數(shù)由1增大到5,植被的綜合當(dāng)量熱阻顯著提升,而土壤的導(dǎo)熱熱阻隨著葉面積指數(shù)的增大而減小,但是整體的種植屋面綜合當(dāng)量熱阻依然隨著LAI的增大而線性增大。土壤初始含水率對土壤的導(dǎo)熱熱阻影響在冬季可以忽略;在夏季,初始含水率越大,土壤的導(dǎo)熱熱阻越小,而植被的綜合當(dāng)量熱阻越大,而且存在一個臨界點使屋面的熱流方向發(fā)生改變。當(dāng)采用冷卻效率進(jìn)行評價時,隨著初始含水率的增大冷卻效率逐漸降低。本文通過理論、實測與模擬研究相結(jié)合的方式,對于種植屋面,綜合地、動態(tài)地研究了其主要熱工性能評價指標(biāo)當(dāng)量熱阻的變化規(guī)律,并針對于當(dāng)量熱阻不適用的情況,引入了冷卻效率的評價,具有一定的意義與價值。
【關(guān)鍵詞】：種植屋面 熱工性能 評價指標(biāo) 當(dāng)量熱阻
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU111.4
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 背景和意義11
• 1.2 種植屋面的概念11-14
• 1.3 種植屋面的作用14-16
• 1.4 種植屋面的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4.1 種植屋面的隔熱原理研究16-17
• 1.4.2 種植屋面的熱工性能研究17-19
• 1.4.3 研究存在的問題19
• 1.5 本文的主要工作19-20
• 1.5.1 研究目的19-20
• 1.5.2 研究內(nèi)容20
• 1.6 小結(jié)20-21
• 2 種植屋面的熱工性能分析21-33
• 2.1 隔熱保溫原理分析21-22
• 2.2 綜合遮陽特性22-29
• 2.2.1 特性描述22-23
• 2.2.2 影響因素分析23-29
• 2.3 綜合熱阻特性29-31
• 2.3.1 特性描述29
• 2.3.2 影響因素分析29-31
• 2.4 小結(jié)31-33
• 3 種植屋面的當(dāng)量熱阻計算與影響因素分析33-45
• 3.1 種植屋面?zhèn)鳠徇^程分析33-35
• 3.2 當(dāng)量熱阻的定義35-37
• 3.3 當(dāng)量熱阻值的確定37-42
• 3.3.1 非穩(wěn)態(tài)傳熱的數(shù)值反求方法37-40
• 3.3.2 穩(wěn)態(tài)傳熱的計算方法40-42
• 3.4 當(dāng)量熱阻值的影響因素分析42-44
• 3.4.1 室內(nèi)擾量對當(dāng)量熱阻的影響分析42-43
• 3.4.2 室外氣象條件對當(dāng)量熱阻的影響分析43-44
• 3.4.3 種植模塊構(gòu)造參數(shù)對當(dāng)量熱阻的影響分析44
• 3.5 小結(jié)44-45
• 4 種植屋面的變工況對比實驗研究45-73
• 4.1 屋面的概況45-47
• 4.1.1 圍護結(jié)構(gòu)材料組成情況45-46
• 4.1.2 室內(nèi)房間情況46-47
• 4.2 實驗方案與內(nèi)容47-56
• 4.2.1 測試方案47-48
• 4.2.2 測試儀器48-51
• 4.2.3 測試工況51-52
• 4.2.4 測點布置52-56
• 4.3 實驗結(jié)果56-72
• 4.3.1 不同測試工況氣象條件擬合程度56-59
• 4.3.2 冬季的測試效果分析59-66
• 4.3.3 夏季的測試效果分析66-72
• 4.4 小結(jié)72-73
• 5 種植屋面當(dāng)量熱阻的動態(tài)變化研究73-115
• 5.1 模擬軟件介紹73-75
• 5.1.1 模擬軟件的選擇73-74
• 5.1.2 綠化屋面模塊74-75
• 5.2 模型建立75-77
• 5.3 模型驗證77-88
• 5.3.1 邊界輸入條件77-81
• 5.3.2 冬季測試日驗證81-85
• 5.3.3 夏季測試日驗證85-88
• 5.4 變室溫研究88-100
• 5.4.1 變室溫模擬88-90
• 5.4.2 冬季結(jié)果分析90-94
• 5.4.3 夏季結(jié)果分析94-100
• 5.5 變氣象條件研究100-107
• 5.5.1 變氣象參數(shù)模擬100-102
• 5.5.2 冬季結(jié)果分析102-105
• 5.5.3 夏季結(jié)果分析105-107
• 5.6 變種植屋面構(gòu)造參數(shù)研究107-113
• 5.6.1 變種植屋面構(gòu)造參數(shù)模擬107-108
• 5.6.2 葉面積指數(shù)變化結(jié)果分析108-109
• 5.6.3 土壤初始含水率變化結(jié)果分析109-113
• 5.7 小結(jié)113-115
• 6 結(jié)論與展望115-117
• 6.1 結(jié)論115-116
• 6.2 展望116-117
• 致謝117-119
• 參考文獻(xiàn)119-123
• 附錄123
• 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表 的論文目錄123

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊真靜;熊珂;唐鳴放;;室內(nèi)氣溫對綠化屋頂當(dāng)量熱阻的影響[J];土木建筑與環(huán)境工程;2015年02期

2 馮晶琛;丁云飛;吳會軍;;EnergyPlus能耗模擬軟件及其應(yīng)用工具[J];建筑節(jié)能;2012年01期

3 簡毅文;王瑞鋒;;EnergyPlus與DeST的對比驗證研究[J];暖通空調(diào);2011年03期

4 馮馳;張宇峰;孟慶林;;植被屋頂熱工性能研究現(xiàn)狀[J];華中建筑;2010年02期

5 馮馳;張宇峰;孟慶林;;屋頂植被冠層能量方程的理論修正方法[J];建筑科學(xué);2009年10期

6 譚一波;趙仲輝;;葉面積指數(shù)的主要測定方法[J];林業(yè)調(diào)查規(guī)劃;2008年03期

7 劉玉英;王遠(yuǎn)會;陳華林;;新型地被植物佛甲草在重慶的引種應(yīng)用[J];南方農(nóng)業(yè)(園林花卉版);2007年06期

8 劉鑫;張鴻雁;;Energy Plus用戶圖形界面軟件Design Builder及其應(yīng)用[J];西安航空技術(shù)高等�？茖W(xué)校學(xué)報;2007年05期

9 唐鳴放;楊真靜;鄭開麗;;屋頂綠化隔熱等效熱阻[J];重慶大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年05期

10 唐鳴放;楊真靜;李莉;;自然狀態(tài)草地式屋頂綠化隔熱特性分析[J];暖通空調(diào);2007年03期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 戚奔;種植屋面的全年熱效應(yīng)及分項熱作用研究[D];重慶大學(xué);2015年

2 馮馳;佛甲草植被屋頂能量平衡研究[D];華南理工大學(xué);2011年

3 李耕;景天科植物屋頂綠化夏季隔熱研究[D];重慶大學(xué);2008年

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本文編號：1006281