某高校图书馆中庭夏季热环境改善及节能策略研究.pdf

《某高校图书馆中庭夏季热环境改善及节能策略研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级某高校图书馆中庭夏季热环境改善及节能策略研究研究生姓名：朱尚斌指导教师姓名、职称：李灿教授学科专业：供热、供燃气、通风及空调工程研究方向：建筑节能湖南工业大学二〇一八年六月八日分类号密级某高校图书馆中庭夏季热环境改善及节能策略研究StudyonImprovementoftheAtriumThermalEnvironmentandEnergyConservationStrategyofAUniversityLibraryinSummer研究生姓名：朱尚斌指导教师姓名、职称：李灿教授学科专业：供热、供燃气、通风及空调工程

2、研究方向：建筑节能论文答辩日期答辩委员会主席湖南工业大学二〇一八年六月八日湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：年月日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；

3、学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名：日期：年月日摘要随着中庭式建筑在高校图书馆中的广泛应用，建筑中庭的能耗问题越来越广受人们关注。中庭是联通室内外环境的一个特殊的建筑格局，其微环境更易受到室外环境的影响，从而又影响到室内其它区域，利用此特征趋利避害改善室内环境和节约能源是本文研究的任务。针对这一问题，对地处夏热冬冷地区的某高校图书馆中庭的夏季热环境展开调查，并结合当地典型气象年数据，在分析被动式节能设计策略的基础上，

4、从遮阳和通风两个方面进行了研究和探讨，得出了通过这两方面措施改善热环境和节能的策略和效果。本文主要研究内容如下：对图书馆及中庭热舒适度进行了实测和问卷调查，通过实测和调查发现，夏季当室外温度在33℃左右时，该图书馆室内温度基本维持在31~35℃左右，垂直方向上有明显的温度分层现象。77%的被调查人员对图书馆的热感觉投票为“很热”。通过对图书馆进行全年的负荷计算，得出中庭区域的太阳辐射得热量占图书馆夏季冷负荷的26.3%，表明了图书馆中庭顶部的巨大透明天窗是引入室外热量的重要原因。利用气候分析软件ClimateConsultan

5、t对该地区典型气象年数据进行了分析，发现该地区夏季及过渡季的气候特征主要为‘干热（’7和8月份）和‘湿热’（5、6月份）。得出了夏季及过渡季的被动式节能策略及所占全年的有效时间比为：自然通风降温（18.9%），窗户遮阳（9.5%），高蓄热+夜间通风（1.3%）。而适合该图书馆的被动式节能策略主要有：天窗的内遮阳、屋顶机械排风和夜间通风。结合实际情况，确定本文从遮阳和利用中庭防排烟风机辅助机械通风两方面研究节能和改善热环境的策略。建立了较细致的几何模型，对图书馆中庭设置遮阳后的温度场进行了模拟分析，结果表明：夏季采光顶下加内遮阳

6、的措施可以使中庭内温度下降1.2~2.8℃，阅览区温度可以下降0.6~1.5℃。深入分析本地典型气象年数据，得出了适合该地区的遮阳季范围为5月20日至10月10日。采用多元回归正交组合试验分析的方法，研究了太阳光照度和内遮阳开启率对室内采光的影响规律，得出了晴空指数（kt）和内遮阳开启面积比（）以及室内采光照度达标比（S2）I之间的关系，并利用响应面法建立了因素间的等高线图。依据建立kt和的等高线图，可以根据室外太阳光照度的变化合理地确定内遮阳的开启面积范围。结合夏季图书馆室内人员活动情况，得出了风机辅助通风的最佳时段应该

7、选择在室外温度低、室内人员量大，通过人体释放的余热余湿量大的时段效果最好，该图书馆为19:00至21:30内。通过对中庭流场模拟计算得出，风机辅助通风的风量范围应保证中庭内的换气次数在1~2c/h最为理想，大换气次数通风并不能更进一步改善热环境，反而会增加风机能耗。实测风机辅助通风，发现中庭换气量为1~2c/h时，室内温降过程可以维持约40分钟并保持稳定，测点温度可以下降1℃左右。对于风机辅助式通风建议风机开启时长在40分钟以上为宜。本文通过试验、调查、数据分析以及计算机模拟的方法对夏热冬冷地区某高校图书馆中庭内夏季热环境进行

8、了研究。研究得出，夏季该图书馆内热舒适度较低，需要采取一定的节能和改善热环境的措施。通过研究得出了遮阳季范围，和综合考虑采光与热舒适的合理的遮阳策略。同时，研究还得出了利用消防风机辅助通风的合理通风量、通风时间策略，以保障获得最佳的改善中庭热环境效果。本文的研究结果不仅适用于