建筑外表面对流换热系数对自保温墙体净得热量的影响

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1、学校代码：10255学号：2161430东华大学硕士学位论文AthesisSubmittedtoDonghuaUniversityfortheMaster’sDegree建筑外表面对流换热系数对自保温墙体净得热量的影响InfluenceOfConvectiveHeatTransferCoefficientOnExternalWallNetHeatGainOfBuilding专业名称：建筑与土木工程姓名：郭文君指导老师：亢燕铭教授完成日期：2018年05月东华大学硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注姚晔副教授答辩委员会主席上海交通大学上海都市建筑设计刘蕾高工答辩委员

2、会委员研究院付海明教授答辩委员会委员东华大学杨学宾副教授答辩委员会委员东华大学杨自立讲师答辩委员会秘书东华大学东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。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。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复

3、印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月摘要建筑外表面对流换热系数对自保温墙体净得热量的影响摘要随着中国经济的发展、城镇化进程的加速以及人民生活水平的不断提高，建筑能源的需求量也越来越大，尤其是采暖和空调，预计建筑能耗占社会总能耗的比例将增长到30%，建筑能源的使用情况备受社会的广泛关注。减小夏季通过墙体传入室内的太阳辐射量对于建筑节能具有重要意义，在

4、已有研究中，主要集中在改善围护结构自身热性能以达到减少围护结构吸收太阳能的目的，如新型墙体结构材料的研发和改进，围护结构外饰面材料等。实际中，辐照到建筑围护结构外表面的太阳能传入墙体内部的热量，不仅受上述墙体本身性能的影响，还受到表面对流换热系数的显著影响，而对流换热系数因建筑群布局和背景风场的不同可能在较大范围内变化，为此，本文以上海地区典型夏季气候条件为背景，研究建筑外表面对流换热系数对南墙吸收太阳辐射的影响，以便为建筑布局在建筑节能中可能发挥的作用提供理论依据。本文以自保温外墙的普通居住建筑中间层中间位置房间为研究对象，采用计算流体动力学(CFD)数值模拟的方法对围护结构传热

5、过程进行动态模拟，分析在不同的天气条件(晴天、少云、多云、阴天)，实际传入南墙内部的太阳能受外表面换热系数的影响效果。研究结果表明，在太阳辐射作用下，建筑外表面对流换热系数对围护结构吸收太阳辐射热量的影响很大。由于墙体只在白天吸收太阳辐射，而对流换热全天都在进行，故墙体的得热量受对流换热系数的影响特征在昼夜呈现出了不同的规律。墙体外表面与空气的对流换热系数增大时，能够大幅减少夏季由于太阳辐射而增加的墙体净得热量。结果表明，当在同一太阳辐射强度状态下，外表面对流换热系数22为19W/(m·K)时的南墙净得热量比8.5W/(m·K)(对应静风条件或建筑群气流不畅的情况)时的净得热量约少

6、40%，这意味着，在夏季，I摘要即使是在太阳辐射强度小的阴天，如果建筑群气流不畅，将导致围护结构与周围空气的对流换热量少，仍可能使墙体实际吸收的太阳辐射热量大于晴天情况下的得热量，这些热量积聚在墙体中，将引起围护结构冷负荷增加。能够在夏季形成建筑群内部良好通风环境的建筑布局形式，可以大幅度减小墙体对太阳辐射的实际吸收量，从而实现建筑节能。关键词：建筑南墙；对流换热系数；太阳辐射；表面温度；净得热量IIABSTRACTINFLUENCEOFCONVECTIVEHEATTRANSFERCOEFFICIENTONEXTERNALWALLNETHEATGAINOFBUILDINGABSTR

7、ACTWiththedevelopmentofChina’seconomy,theaccelerationofurbanizationandthecontinuousimprovementofpeople’slivingstandards,thedemandforbuildingenergyisalsoincreasing,especiallyheatingandairconditioning.Itisestimatedthattheratioofbuildingen