熱羽流作用下建筑群形態(tài)布局對室外風(fēng)熱環(huán)境的影響
發(fā)布時間:2022-01-16 21:01
近年來,隨著城鎮(zhèn)化的推進(jìn)和人們生活水平的提高,人們對室內(nèi)環(huán)境的舒適性要求越來越高。為提升室內(nèi)舒適度,目前的研究熱點集中在建筑傳熱性能提升及室內(nèi)環(huán)境保障技術(shù)方面,而對建筑與室外微氣候的相互作用方面的研究卻非常有限。事實上,城市建筑群的本體特性及形態(tài)布局,會對建筑室外風(fēng)熱環(huán)境產(chǎn)生直接的影響,進(jìn)而影響建筑群冷熱負(fù)荷及室內(nèi)環(huán)境的控制。研究建筑群對區(qū)域風(fēng)熱環(huán)境的影響機制,有助于對能耗及區(qū)域微環(huán)境綜合考量,實施建筑群優(yōu)化設(shè)計。本文采用實驗測試與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對不同建筑形態(tài)布局與熱羽流共同作用下室外風(fēng)、熱環(huán)境進(jìn)行模擬分析。首先基于相似理論,對單體建筑和建筑群的熱羽流特性進(jìn)行了縮尺模型實驗研究,單體模型結(jié)果表明隨著建筑高度的增加,建筑表面的風(fēng)速和溫度逐漸增加,隨著距離建筑立面距離的增加,空氣溫度逐漸降低,空氣流速先增加再降低,距離壁面1cm處風(fēng)速達(dá)到最大。建筑群模型實驗結(jié)果表明隨著距離地面高度的增加,建筑群外風(fēng)速不斷增加,在距離建筑群10cm處,風(fēng)速呈拋物線分布,溫度基本和風(fēng)速變化趨勢基本相似,但是不同位置溫差有限。其次,建立了熱羽流作用下的風(fēng)熱環(huán)境的數(shù)值模擬模型及其求解方法,并通過模擬結(jié)果和...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
實驗平臺平、剖面圖
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文13動閉合透明門簾,方便進(jìn)入安裝儀器,測點布置,模型擺放?紤]到熱線風(fēng)速儀測量端需要固定測量,采用高度與模型高度一樣的支架來固定風(fēng)速儀測桿。實驗操作溫度為室溫,側(cè)墻正常與外界進(jìn)行熱交換,模擬建筑群與周邊環(huán)境的關(guān)系,與實際保持一致。實驗測試儀器均擺放在房間外部,減少儀器對房間內(nèi)溫度嘗風(fēng)速場的影響,溫度測量所用的熱電偶線以及風(fēng)速儀連接線均從實驗臺底部穿過。本次實驗是為了對由于人為熱、太陽輻射、建筑蓄熱等因素,使得建筑壁面與周圍空氣產(chǎn)生溫差而形成的建筑熱羽流的特性進(jìn)行研究,為模擬建筑表面發(fā)熱與周圍空氣的自然對流作用,本實驗采用電熱膜代替建筑表面發(fā)熱情況。該實驗臺如圖2-3所示。可以提供風(fēng)速≤0.02m/s的靜風(fēng)環(huán)境,能夠得到可靠的實驗數(shù)據(jù)。實驗原理如圖2-2a)、b)所示。a)單體建筑b)建筑群圖2-2局域風(fēng)熱環(huán)境測試系統(tǒng)原理圖a)單體建筑b)建筑群圖2-3實驗平臺
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文142.3實驗布置及相關(guān)儀器本實驗是為了研究在無風(fēng)環(huán)境下,建筑立面由于受到太陽輻射造成壁面與周圍空氣存在溫差,在溫差的作用下形成的上升氣流對室外風(fēng)、熱環(huán)境的影響,主要測量建筑立面表面空氣以及建筑群內(nèi)部溫度、風(fēng)速。2.3.1測點布置因建筑模型為比較規(guī)整的方形,測點的布置只要能把整個面積溫度反應(yīng)出來即可,故選擇五個測點。為能精確得出建筑立面表面空氣溫度以及風(fēng)速的變化規(guī)律,本次建筑單體實驗布點豎直方向從下到上依次距離地面10cm、30cm、50cm、70cm、90cm這五個高度進(jìn)行測點布置,水平方向距離立面0cm、1cm、2cm、3cm、4cm、5cm這六個位置進(jìn)行測點布置,總共30個數(shù)據(jù)。實驗布點如圖2-5所示。建筑群選擇中間一個截面進(jìn)行測試,測點分別距離左邊界0cm、10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm。豎直方向上,分別距離地面10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm這六個高度,總共60個數(shù)據(jù)。建筑群的實驗布點圖如圖2-6所示。圖2-4建筑單體測點布置圖圖2-5建筑群測點布置圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]綠色建筑能耗影響因素研究[J]. 李曉娟,吳彥哲. 上海節(jié)能. 2020(03)
[2]基于CFD的建筑對城市湖泊濕度效應(yīng)的影響模擬[J]. 梁勝,陳存友,胡希軍,胡穎炫,趙荻. 生態(tài)科學(xué). 2020(02)
[3]探析被動式節(jié)能技術(shù)在綠色居住建筑中的應(yīng)用[J]. 陸松延. 建材與裝飾. 2020(04)
[4]基于建筑室外風(fēng)環(huán)境的長春市高層住區(qū)建筑布局優(yōu)化策略[J]. 孫睿珩. 長春工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(04)
[5]建筑因子對城市湖泊溫度效應(yīng)的模擬研究——以湖南烈士公園湖泊為例[J]. 戴茜,陳存友,胡希軍,胡穎炫. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報. 2019(01)
[6]我國建筑耗能狀況及有效的節(jié)能途徑[J]. 肖瑤. 居舍. 2018(36)
[7]上海地區(qū)住宅建筑布局對室外風(fēng)環(huán)境的影響分析[J]. 胡一東,譚洪衛(wèi),鄧豐. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2017(01)
[8]墻體開洞及建筑間距對串列低矮建筑屋面易損區(qū)影響[J]. 劉也,戴益民,雷靜敏,蔣榮正. 湖南科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(04)
[9]建筑布局對住宅住區(qū)室外微環(huán)境的影響研究[J]. 李晗,吳家正,趙云峰,黃錦,李錚偉,阮應(yīng)君. 建筑節(jié)能. 2016(03)
[10]建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能效果分析[J]. 紀(jì)冉,孫睿憶,張姝. 黑龍江科技信息. 2016(07)
碩士論文
[1]行列式建筑群風(fēng)環(huán)境與污染物擴散的模擬研究[D]. 何鐔.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[2]不同建筑布局下植物空間結(jié)構(gòu)對小區(qū)夏冬季微環(huán)境的影響及其應(yīng)用[D]. 孟早霞.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[3]基于CFD理論的建筑風(fēng)環(huán)境研究[D]. 宋汶鵑.河北工程大學(xué) 2017
[4]上游阻擋建筑間距對街谷內(nèi)空氣環(huán)境的影響[D]. 陳曉萌.東華大學(xué) 2017
[5]成都住宅建筑群微環(huán)境特性及被動式設(shè)計方法研究[D]. 劉睿豪.西南石油大學(xué) 2016
[6]深圳濱河住區(qū)建筑布局對室外熱環(huán)境影響研究[D]. 楊召.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[7]雙層表皮建筑的常見形式與適用性分析[D]. 曹玉婷.浙江理工大學(xué) 2012
[8]城市住區(qū)室外熱環(huán)境數(shù)值模擬研究[D]. 邵宇翎.浙江大學(xué) 2012
[9]建筑區(qū)域風(fēng)環(huán)境的數(shù)值模擬分析[D]. 曹智界.天津大學(xué) 2012
[10]城市建筑群不均勻性對大氣動力特性影響的風(fēng)洞實驗研究[D]. 李彪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號:3593414
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
實驗平臺平、剖面圖
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文13動閉合透明門簾,方便進(jìn)入安裝儀器,測點布置,模型擺放?紤]到熱線風(fēng)速儀測量端需要固定測量,采用高度與模型高度一樣的支架來固定風(fēng)速儀測桿。實驗操作溫度為室溫,側(cè)墻正常與外界進(jìn)行熱交換,模擬建筑群與周邊環(huán)境的關(guān)系,與實際保持一致。實驗測試儀器均擺放在房間外部,減少儀器對房間內(nèi)溫度嘗風(fēng)速場的影響,溫度測量所用的熱電偶線以及風(fēng)速儀連接線均從實驗臺底部穿過。本次實驗是為了對由于人為熱、太陽輻射、建筑蓄熱等因素,使得建筑壁面與周圍空氣產(chǎn)生溫差而形成的建筑熱羽流的特性進(jìn)行研究,為模擬建筑表面發(fā)熱與周圍空氣的自然對流作用,本實驗采用電熱膜代替建筑表面發(fā)熱情況。該實驗臺如圖2-3所示。可以提供風(fēng)速≤0.02m/s的靜風(fēng)環(huán)境,能夠得到可靠的實驗數(shù)據(jù)。實驗原理如圖2-2a)、b)所示。a)單體建筑b)建筑群圖2-2局域風(fēng)熱環(huán)境測試系統(tǒng)原理圖a)單體建筑b)建筑群圖2-3實驗平臺
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文142.3實驗布置及相關(guān)儀器本實驗是為了研究在無風(fēng)環(huán)境下,建筑立面由于受到太陽輻射造成壁面與周圍空氣存在溫差,在溫差的作用下形成的上升氣流對室外風(fēng)、熱環(huán)境的影響,主要測量建筑立面表面空氣以及建筑群內(nèi)部溫度、風(fēng)速。2.3.1測點布置因建筑模型為比較規(guī)整的方形,測點的布置只要能把整個面積溫度反應(yīng)出來即可,故選擇五個測點。為能精確得出建筑立面表面空氣溫度以及風(fēng)速的變化規(guī)律,本次建筑單體實驗布點豎直方向從下到上依次距離地面10cm、30cm、50cm、70cm、90cm這五個高度進(jìn)行測點布置,水平方向距離立面0cm、1cm、2cm、3cm、4cm、5cm這六個位置進(jìn)行測點布置,總共30個數(shù)據(jù)。實驗布點如圖2-5所示。建筑群選擇中間一個截面進(jìn)行測試,測點分別距離左邊界0cm、10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm。豎直方向上,分別距離地面10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm這六個高度,總共60個數(shù)據(jù)。建筑群的實驗布點圖如圖2-6所示。圖2-4建筑單體測點布置圖圖2-5建筑群測點布置圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]綠色建筑能耗影響因素研究[J]. 李曉娟,吳彥哲. 上海節(jié)能. 2020(03)
[2]基于CFD的建筑對城市湖泊濕度效應(yīng)的影響模擬[J]. 梁勝,陳存友,胡希軍,胡穎炫,趙荻. 生態(tài)科學(xué). 2020(02)
[3]探析被動式節(jié)能技術(shù)在綠色居住建筑中的應(yīng)用[J]. 陸松延. 建材與裝飾. 2020(04)
[4]基于建筑室外風(fēng)環(huán)境的長春市高層住區(qū)建筑布局優(yōu)化策略[J]. 孫睿珩. 長春工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(04)
[5]建筑因子對城市湖泊溫度效應(yīng)的模擬研究——以湖南烈士公園湖泊為例[J]. 戴茜,陳存友,胡希軍,胡穎炫. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報. 2019(01)
[6]我國建筑耗能狀況及有效的節(jié)能途徑[J]. 肖瑤. 居舍. 2018(36)
[7]上海地區(qū)住宅建筑布局對室外風(fēng)環(huán)境的影響分析[J]. 胡一東,譚洪衛(wèi),鄧豐. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2017(01)
[8]墻體開洞及建筑間距對串列低矮建筑屋面易損區(qū)影響[J]. 劉也,戴益民,雷靜敏,蔣榮正. 湖南科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(04)
[9]建筑布局對住宅住區(qū)室外微環(huán)境的影響研究[J]. 李晗,吳家正,趙云峰,黃錦,李錚偉,阮應(yīng)君. 建筑節(jié)能. 2016(03)
[10]建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能效果分析[J]. 紀(jì)冉,孫睿憶,張姝. 黑龍江科技信息. 2016(07)
碩士論文
[1]行列式建筑群風(fēng)環(huán)境與污染物擴散的模擬研究[D]. 何鐔.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[2]不同建筑布局下植物空間結(jié)構(gòu)對小區(qū)夏冬季微環(huán)境的影響及其應(yīng)用[D]. 孟早霞.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[3]基于CFD理論的建筑風(fēng)環(huán)境研究[D]. 宋汶鵑.河北工程大學(xué) 2017
[4]上游阻擋建筑間距對街谷內(nèi)空氣環(huán)境的影響[D]. 陳曉萌.東華大學(xué) 2017
[5]成都住宅建筑群微環(huán)境特性及被動式設(shè)計方法研究[D]. 劉睿豪.西南石油大學(xué) 2016
[6]深圳濱河住區(qū)建筑布局對室外熱環(huán)境影響研究[D]. 楊召.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[7]雙層表皮建筑的常見形式與適用性分析[D]. 曹玉婷.浙江理工大學(xué) 2012
[8]城市住區(qū)室外熱環(huán)境數(shù)值模擬研究[D]. 邵宇翎.浙江大學(xué) 2012
[9]建筑區(qū)域風(fēng)環(huán)境的數(shù)值模擬分析[D]. 曹智界.天津大學(xué) 2012
[10]城市建筑群不均勻性對大氣動力特性影響的風(fēng)洞實驗研究[D]. 李彪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號:3593414
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