百叶外遮阳对建筑夏季自然通风与热舒适的影响研究

作     者：庄连飞 

作者单位：南京师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：解晓健

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 081404[工学-供热、供燃气、通风及空调工程] 0814[工学-土木工程] 

主      题：百叶外遮阳 自然通风 太阳辐射 热舒适 模拟 

摘      要：随着全球气候的不断暖化,造成越来越多的自然灾害,减少化石能源的使用成为各国的共识。建筑离不开能源,且消耗巨大。因此建筑节能越来越受到人们的重视,其中建筑遮阳是一个非常重要的措施。同时自然通风不消耗非可再生资源,也是建筑节能措施之一。本文以南京地区某办公楼为研究对象,首先对有无百叶外遮阳建筑外部风环境进行数值模拟,得到建筑外表面风压的分布情况。然后模拟了建筑中一个典型房间在有无百叶外遮阳情况下14时室内气流分布。最后利用建立的夏季自然通风热舒适评价模型对该典型房间热舒适性进行预测。通过本文的研究,得出以下结论:（1）在适应性模型中,唯一的影响因素是室外空气温度,而对人体热舒适有重要影响的环境因素没有考虑在内。基于杨柳等人提出的适应性模型,并考虑到空气流速、相对湿度和平均辐射温度对热舒适的影响,建立了夏季自然通风热舒适评价模型。（2）论文数值模拟比较了有和无百叶外遮阳建筑自然通风情况以及对室内热环境的影响。建筑外遮阳百叶可以引导从正面吹来的气流,使气流平缓的流过建筑物表面,减少气流撞击建筑物引起的局部压力损失,提高建筑物表面风压。相比于无外遮阳,当建筑南西南外墙有了百叶外遮阳,且百叶倾角为300时,典型房间通风量增加9.4%。（3）当建筑南西南外墙有百叶外遮阳,且百叶倾角为300时,百叶外遮阳减少64%透过南西南外窗进入房间的太阳辐射热,并使日射外墙温度降低11.7℃。（4）当建筑无外遮阳时,在室外风压作用下,典型房间呼吸区平均气温为32.4℃、平均风速为0.27m/s、平均空气龄为28s,室内平均辐射温度为34.3℃。利用建立的自然通风热舒适评价模型计算得到热中性温度26.3℃,热舒适区上限温度为28.3℃,房间温度大于热舒适区上限温度4.1℃,预测人们会感觉房间很热。（5）当建筑南西南外墙有百叶外遮阳,并且百叶倾角为300时,在室外风压作用下,典型房间呼吸区平均温度为31.6℃、平均风速0.29m/s、平均空气龄为26s,室内平均辐射温度为32.5℃。利用建立的自然通风热舒适评价模型计算得到热中性温度27.5℃,热舒适区上限温度为29.5℃,房间温度大于热舒适区上限温度2.1℃,预测人们感觉房间偏热。当把室内空气流速提高到0.85m/s后,房间温度处于舒适区范围内,此时房间热环境满足大多数人要求。（6）当建筑南西南外墙和北东北外墙都有百叶外遮阳,且百叶倾角为30°时,在室外风压作用下,房间呼吸区平均气温为31.5℃、平均风速为0.30m/s、平均空气龄为26s,室内平均辐射温度为32.1℃。利用建立的自然通风热舒适评价模型计算得到热中性温度27.7℃,热舒适区上限温度为29.7℃,房间温度大于热舒适区上限温度1.8℃,预测人们会感觉房间偏热。当把室内空气流速提高到0.80m/s时,房间绝大部分区域的热环境满足人们的要求。