發(fā)布時間：2020-11-07 17:33

　　 玻璃采光頂對建筑中庭實現(xiàn)其開敞特性,形成建筑內部的“室外空間”具有重要作用,但大量太陽輻射的引入使夏季中庭空間的熱環(huán)境遭受巨大挑戰(zhàn)。蒸發(fā)降溫作為一項有效的玻璃采光頂降溫措施未得到廣泛應用,與相應的噴淋降溫系統(tǒng)未能形成一套成熟的設計方法有關。本文通過文獻調研、理論分析、數(shù)值模擬、實驗測試和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等手段,找出了影響噴淋降溫系統(tǒng)降溫遮陽效果的主要氣象要素和設計參數(shù),得出了其降溫及遮陽效果的范圍及節(jié)能潛力,并形成了設計指引。主要工作如下:通過對貼附水膜透明圍護結構建模計算,分析了玻璃采光頂?shù)膫鳠徇^程及各類參數(shù)的敏感性。結果表明,采光頂噴淋降溫系統(tǒng)的降溫效果對太陽輻射強度、初始水溫、玻璃的太陽輻射吸收率、淋水流量的敏感性強,空氣溫度和相對濕度次之,對場地風速和玻璃導熱系數(shù)的敏感性最弱;太陽光入射角、淋水流量與系統(tǒng)的遮陽效果呈正相關。搭建小型采光頂試驗臺,對多種噴嘴、流量進行了基于降溫、遮陽效果的尋優(yōu)試驗,研究結果表明:對于淋水降溫系統(tǒng),流量能夠覆蓋采光頂面積即可;淋水降溫可使采光頂下表面降溫8.7~12.5℃,輻射透過率平均降低0.05;噴霧降溫系統(tǒng)整體性能稍優(yōu)于淋水系統(tǒng),紅寶石撞擊式噴霧系統(tǒng)降溫和遮陽最優(yōu),最高可減少平均輻射透過率0.153�；�于尋優(yōu)試驗結果,從噴嘴的選擇和布置、淋水流量的選擇、系統(tǒng)開啟條件等方面形成了采光頂噴淋降溫系統(tǒng)設計指引,對系統(tǒng)進行了經(jīng)濟性和適用性分析,并介紹了太陽能驅動的循環(huán)淋水降溫系統(tǒng)。根據(jù)設計指引,在中庭采光頂上搭建了紅寶石撞擊式噴霧降溫系統(tǒng)并實測了其使用效果。實測結果顯示:在夏季高溫天氣中使用噴霧降溫系統(tǒng)的降溫效果最顯著,可降溫10℃以上,遮陽效果在不同季節(jié)的使用效果相差不大,可降低太陽輻射透過率0.1左右。同時發(fā)現(xiàn)間歇噴淋的方式具有更好的經(jīng)濟性,引入適量噴霧進入中庭上層空間可以有效降低室內溫度。
【學位單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TU86
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景及意義
        1.1.1 課題背景
        1.1.2 課題意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 屋面蒸發(fā)冷卻研究
        1.2.2 透明壁面蒸發(fā)冷卻研究
        1.2.3 噴霧降溫措施的研究
        1.2.4 研究現(xiàn)狀小結
    1.3 蒸發(fā)降溫技術用于采光頂?shù)倪m應性
        1.3.1 南方地區(qū)氣候適應性
        1.3.2 技術適應性
        1.3.3 實際工程應用
    1.4 研究目標和方法
        1.4.1 研究目標和內容
        1.4.2 研究方法和路線
第二章 貼附流動水膜的透明圍護結構熱過程模擬
    2.1 引言
    2.2 建立熱過程模型
        2.2.1 吸收的太陽輻射
        2.2.2 空氣對流散熱
        2.2.3 蒸發(fā)散熱
        2.2.4 大氣長波輻射散熱
        2.2.5 與玻璃的對流換熱
        2.2.6 透明圍護結構的熱過程
    2.3 編程計算
    2.4 模擬計算結果分析
        2.4.1 模擬數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)的對比
        2.4.2 室外開敞環(huán)境與封閉空調環(huán)境對比
        2.4.3 影響降溫效果的參數(shù)敏感性分析
        2.4.4 影響遮陽效果的參數(shù)敏感性分析
    2.5 本章小結
第三章 小型采光頂噴淋降溫系統(tǒng)測試
    3.1 試驗臺設計方案
    3.2 實驗儀器和設備
    3.3 實驗內容和方案
    3.4 試驗結果分析
        3.4.1 不同噴嘴類型比對
        3.4.2 不同流量的降溫遮陽效果對比
        3.4.3 不同流量的水膜分布情況對比
        3.4.4 不同氣象條件下的降溫遮陽效果對比
    3.5 本章小結
第四章 采光頂噴淋降溫系統(tǒng)設計指引
    4.1 系統(tǒng)構成
    4.2 系統(tǒng)設計
        4.2.1 噴嘴選擇和布置
        4.2.2 系統(tǒng)淋水流量的選擇
        4.2.3 水力計算和水泵選型
        4.2.4 確定系統(tǒng)開啟條件
        4.2.5 經(jīng)濟性分析和系統(tǒng)適用條件
    4.3 太陽能驅動的循環(huán)式淋水降溫系統(tǒng)
    4.4 本章小結
第五章 采光中庭噴霧降溫熱環(huán)境測試與分析
    5.1 測試方案
    5.2 過渡季測試結果
        5.2.1 采光頂下表面溫度
        5.2.2 采光頂下方空氣溫度
        5.2.3 采光頂下方太陽輻射強度
        5.2.4 不同樓層的熱環(huán)境
    5.3 夏季測試結果
        5.3.1 天氣概況與對比時段選擇
        5.3.2 采光頂下表面溫度
        5.3.3 采光頂下方空氣溫度
        5.3.4 采光頂下方太陽輻射強度
        5.3.5 不同樓層的熱環(huán)境
    5.4 本章小結
總結與展望
    本文主要結論
    展望與不足
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附件

【參考文獻】

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本文編號：2874260