寒冷地区民用住宅冬季自然通风数值研究

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1、■■一１■ＩＴＵ８３４公开中图分类号；密级：ＵＤＣ：：本校编号讀Ｗ义遷义聲硕±学位论文？论文题ａ：寒冷地区民巧住宅冬季自然通风数值研究王靖文０２１２１０３研究生妓名：学号：王焊教授学校指导教师姓名：职称：工学硕去专、供热、供燃气ｉ、通风及空调工程Ｉｋ，申请学位等级：２０１５．０６论文提交日期：论文答辩日期：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加标注和致谢之处外，论文中不包含

2、其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州巧通大学或其他教巧机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：石＾签字ｎ期：＞少丰円４＾／月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州交通大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影目口、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘

3、。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：峰签字円期：办少年＾月／＾円签字円期円硕士学位论文寒冷地区民用住宅冬季自然通风数值研究NumericalResearchofNaturalVentilationofCivilResidenceinWinterinColdZones作者姓名：王靖文学科、专业：供热、供燃气、通风及空调工程学号：0212103指导教师：王烨完成日期：2015.4.27兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要寒冷

4、地区冬季气温低，昼夜温度波动大，人们通常利用长时间关闭窗户来维持室内温度的恒定。但是人体、地板、墙壁、家具等扩散的污染物长时间聚集，使得室内空气质量严重恶化。如何满足居住者对室内采暖温度的需求和保证符合室内空气质量标准要求的室内空气品质因此成为暖通界研究的热点问题。本文就此问题展开工作，以兰州地区某民用住宅为例，旨在探寻寒冷地区冬季自然通风的合理方式。所做主要工作如下：(1)构建了符合节能65%的寒冷地区民用住宅物理模型。统计得到兰州在冬季日平均温度≤+5℃时的设计计算用供暖时段的室外温度、各朝向太阳辐射强度、各朝向太阳辐射强

5、度的日逐时平均值。综合室外空气温度波动和太阳辐射的双重效应，利用非稳定传热方法计算得到了住宅围护结构的壁面温度、热流密度以及室内得热量。(2)在房间密闭的情况下，以层流模型作为污染物扩散的数学模型，模拟了污染物甲苯（C7H8）从地板释放1h、6h、12h和15h后的浓度扩散过程，监测了人员呼吸区高度水平面（Z=1.1m）和与之垂直的横截面（Y=3m）上污染物的动态变化，由此预测了C7H8在室内的扩散趋势。(3)采用Realizablek-ε湍流模型对住宅室内自然通风时的速度场、温度场和污染物浓度场（本文以C7H8为代表性污染物

6、）进行了数值分析，获得了不同风速和不同进、排风口面积组合而成的12种自然通风工况下的室内环境参数分布特征。对室内温度、C7H8浓度、PMV和通风效率进行了对比分析，结果表明：进风速度较大（1.2m/s）时，室内平均温度降低到采暖温度下限值所需时间比C7H8浓度低于室内空气质量标准要求所需时间短；进风速度较小（0.4m/s）时，如果进风窗口面积过小（宽×高=0.1m×1.5m）会使C7H8浓度下降缓慢，由此会延长室内人员暴露在受污染空气中的时间，这不利于人体健康。合理选取进风口面积并将进风口分散布置可以保证室内热舒适度和温度的均

7、匀性。此外，进、排风口面积比对室内温度影响较大，进风口大于排风口的设计有利于维持室内温度。(4)从12种自然通风工况中筛选出了较为合理的3种工况（工况10、11和12）。对这三个工况的室内速度场、温度场和C7H8浓度场对比分析表明：3种工况下室内C7H8浓度均低于室内空气质量标准（GB/T18883-2002）的限值，但工况12室内热舒适度最高、温度分布均匀性最好，达到了既不降低室内的热舒适性又较快稀释了室内污染物的双重效果，是所有工况中最理想的。工况12的分析结果表明，2#房间中C7H8浓度最高，3#房间次之，4#房间最低；

8、而4#房间温度最高，3#房间次之，2#房间最低。说明该通风模式下4#房间最适宜于人员长时间停留，3#房间次之，而2#房间不适宜人员长时间停I寒冷地区民用住宅冬季自然通风数值研究留。本文所做的数值研究工作是对寒冷地区自然通风模式的初步探索，对于探寻特定气候条件下的自然通风策略有