蒸发冷却屋面冷负荷衰减特性研究.pdf

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1、蒸发冷却屋面冷负荷衰减特性研究蒸发冷却屋面冷负荷衰减特性研究卿玉涛土木工程与建筑学院建筑与土木工程王令王红苏有文（副教授）2017325ClassifiedIndex:TU83U.D.C:697SouthwestUniversityOfScienceandTechnologyMasterDegreeThesisResearchoncoolingloaddecaycharacteristicofevaporativecoolingroofCandidate:QingYutaoDepartment：CivilEngineeringandArchitectureSpeciality：Archit

2、ectureandCivilEngineeringSupervisor1:WangLingSupervisor2:WangHongMarch.25.2017西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要众所周知，屋面受到的太阳直接辐射最强且作用时间最长，因而屋面得热量在顶层房间总得热量中占有较大的比例(一般在40%左右)。夏季顶层房间室温比其下层房间高2~3℃，内顶比下层房间高2~4℃，感觉如蒸笼炙烤，顶层房间的宜居性较差。因此，强化和改善屋顶的隔热保温能力有利于改善顶层房间的室内热环境，节约空调能耗。本文提出利用蒸发冷却技术的蓄水砖这种特殊的结构，对既有建筑屋面进行节能改造。本论文首先在理论的

3、基础上，对蓄水砖这种特殊结构的换热过程、蒸发冷却理论、湿迁移过程以及冷负荷的衰减度与延迟时间进行了分析，为后续实验测试提供理论基础。根据理论分别计算蓄水砖屋面与普通屋面的衰减度和延迟时间，对比发现蓄水砖屋面冷负荷衰减明显，找到蓄水砖屋面的冷负荷衰减规律。随后选取学生公寓进行实验测试，在实验房间屋面上铺设蓄水砖，并选取相邻的一个房间进行对比测试。测试过程分为夏季和冬季两个阶段进行，测试不同阶段蓄水砖蒸发冷却屋面隔热保温性能。实验结果显示：在夏季，屋面外表面铺设蓄水砖能明显的起到隔热的作用；在冬季，蓄水砖屋面与普通屋面效果相近。随后，分别对蓄水砖的盖板覆盖率、蓄水深度、是否通风等影响因素进行研

4、究分析。研究发现在夏季遮阳，冬季不遮阳，蓄水砖屋面隔热保温性能更优；在夏季和冬季蓄水深度越深，蓄水砖屋面隔热保温性能越优，但水深达到8cm后，隔热效果提升不显著，综合比较后，推荐8cm为最优水位；在夏季通风、冬季不通风的工况下，蓄水砖屋面隔热保温效果最好。同时，将蓄水砖蒸发冷却屋面与传统通风屋面两种形式单独进行对比分析，比较二者在隔热保温效果上的差异，实验发现蓄水砖屋面与通风屋面都能不同程度的改善顶层房间的温度，但蓄水砖屋面的形式较通风屋面更优。除此之外，通过实验测试发现蓄水砖这种形式湿迁移过程现象，即入口处湿迁移较中间部分更为明显。最后，通过建筑能耗模拟，得到了蓄水砖屋面所带来的节能效应

5、，为蓄水砖屋面的工程应用提供依据。关键词：蓄水屋面砖蒸发冷却隔热保温节能改造西南科技大学硕士研究生学位论文第II页AbstractTheroofreceivesthestrongestdirectradiationfromthesunforthelongesttimecomparedwithotherpartsofabuildingaround40%oftheheatgainintopfloorroomscomesthroughtheroof.Insummerthetopfloorroom’stemperatureis2~3℃higherthanthatofthemiddle-floor,

6、andtheceilingtemperatureis2~4℃higherthanthemiddle-floor's.Thehightemperaturemakesthehabitabilityoftheseroomsquitepoor.Therefore,strengtheningandimprovingroofabilityofheatpreservationandinsulationisconducivetoimprovethethermalenvironmentoftoproom,meanwhile,savingenergyconsumptionofairconditioning.I

7、nthispaper,aspecialstructureofwater-retainingroofbrickwhichtakingadvantageofevaporativecoolingtechnologyisadvisedtoexistingbuildingroofenergy-savingtransformation.Firstofall,itanalyzetheheattransferprocess,evapor