利用自然通风技术降低建筑能耗研究.pdf
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1、 0 0 年 第 期 (总 第 卷 第 期 建 筑 节 能 No 5 i n 2 0 0 7 ( T o t a l N o 1 9 5 , Vo 1 3 5 1 一 节能技术 ENE RGY S AVI NG TECHN0L 0GY 利用 自然通风技术降低建筑能耗研究 谭涛 , 王勇 , 罗庆: ( 1 中国建筑设计研究院重庆 建筑设计股份有限公司, 重庆4 0 0 0 1 3 ; 2 重庆 大学城环学院 , 重庆 摘要 : 自然通风是一项无能耗的通风技术, 利用得 当可 以解决建筑中的通风和排热等 问题 , 在解决建筑能耗 的研究 中, 利用 自然通风 是一个很好 的选择 。 通过 C F
2、 D模拟和实验研 究得 到了利用 自然通 风技术降低建筑能耗的方法 。经过结果对 比, 得到 了较好 的 结论, 为建筑 节能提供 了一种思路 。 关键词: 自然通风 ; 建筑能耗: 建筑节能 中图分类号: T U8 3 4 1 文献标志码: A 文章编号 : 1 6 7 3 7 2 3 7 ( 2 0 0 7 ) 0 5 0 0 1 2 0 3 Re s e a r c h on Ap pl y i ng t h e Te c h n ol og y o f Na t ur a l Ve n t i l a t i o n t o R e du c e Bu i l di n g En e
3、r gy Co ns u mp t i on T A N T a o , WAN G y 0 n g , LU OQi n g ( 1 C h i n a A r c h i t e c t u r e De s i g n& Re s e a r c h G r o u p C h o n g q i n g A r c h i t e c t u r e De s i gn Co , L t d , C h o n g q i n g 4 0 0 0 1 3 , C h i n a ; 2 F a c u l ty o f Ur b a n C o n s t r u c t i o n&
4、E n v ir o n me n t a l E n g i n e e ri n g , C h o n g q i n g U n i v e r s i t y , C h o n g q i n g 4 0 0 0 3 0 , C h i n a ) Ab s t r a c t :Na t u r a l v e n t i l a t i o n i s a v e n t i l a t i o n t e c h ni q u e o f z e r o e n e r g y c o ns u mp t i o n , wh i c h C an h an d l e o
5、u t t h e p r o b l e ms o f v e n t i l a t i o n an d e l i m i n a t e h e a t in bu i l d i n g s i f i t i s a p pl i e d a p p r o p ria t e l y Na t u r e v e n t i l a t i o n i s a g o o d c h oic e i n r e s e arc h o n d e c r e a s i n g e n e r gy c o n s u mp t i o n f o r b u i l di n
6、 g s Th e me t h o d s o fd e c e a s i n g e n e r gy c o n s u mp t i o n f o r b u i l d i n g b y u s ing n a t u r e v e n t il a t i o n t h r o u g h CF D s i m u l a t i o n a n d e x p e rime n t are p r o p o s e d Co mp a ri n g wi t h t h e t wo r e s u l t s , p r e f e r a b l e c o n
7、c l u s i o n s a r e o b tai n e d A me t h o d i s p o i n t e d o u t for e n e r gy e ffi c i e n c y i n b u i l d i n g s , wh i c h i S n a t u r a l v e n t i l a t i o n Key wor ds : n a t ur a l v e n t i l a t i o n ; e n e r gy c o n s u mp t i o n f o r b u i l d i n g s ; e n e r gy e
8、ffic i e n c y i n b u i l d i ng s 0 引言 自然通风有 自己独特的优势, 不需要外部动力就 能够得到较好的通风效果 , 这种效果应用在建筑领域 就能够保证通风换气 以及废热的排放。 设计较好的水 电站通风和高大厂房的通风 的主要手段就 是利用 自 然通风技术, 并且得到了实践的检验。将 自然通风技 术应用到建筑中, 同样能够起到降低能耗的作用。 降低建筑能耗是暖通技术的一个重要课题 。 降低 建筑 能耗的途径通常有两种方法 , 一种是从暖通空调 系统出发降低系统运行能耗; 另一种即是从建筑维护 结构出发降低建筑本身的能耗 。 后一种方法一般是考 虑建筑朝向
9、、 建筑材料类型、 建筑结构型式等等, 如果 这些措施处理得 当, 能够降低建筑负荷。这些措施是 一 种静态的处理方法 , 如果采用动态 的方法即将 自然 通风技术引入到能耗处理分析过程, 这就为建筑节能 又提供 了一种新思路。 本文提供一种利用 自然通风技术降低建筑能耗 的途径 。 l 利用 自然通风降低建筑外墙 负荷 收稿 日期 : 2 0 0 6 1 2 0 5 1 房间负荷 的形成是房间在各种外扰、 内扰及建筑 维护结构 的热工特性等因素综合作用下的必然结果。 外扰主要包括室外气候参数如室外空气温度、 太阳辐 射 、 风速及邻 室温度; 内扰则主要是室 内设备、 照 明、 人员及通风等
10、热湿源和空调冷热源等 。在通常情况 下, 房 间内的负荷变化受房间空调制冷量( 或供热量) 、 围护结构传热、 通过玻璃直接进入的太阳辐射 、 通风 与空气渗透得热 、 室 内人员散热 、 设备散热、 照明散热 传热等因素影响。在上述多种影响因素 中, 维护结构 传热就可以通过 自然通风技术进行改善 , 从而降低建 筑负荷, 起到建筑节能的 目的。 根据传热原理,维护结构 的传热影响因素 由维 护结构物 理参 数 以及维护结构两侧表面温 度决定 。 在室 内设计参数 以及维护结构型式确定后,降低维 护结构外表面温度就能够降低传热温差 ,从而 降低 室内负荷 。 对于建筑维护结构, 外表面除外
11、窗外 , 主要就 是 外墙 。由于外窗有通风和采光要求, 同时窗户 的处理 已经有很多方法, 在此暂不讨论。解决外墙壁面温度 的途径就是外墙通风技术。 外墙通风原理即是在外墙 维普资讯 http:/ 设置通风墙体 , 该墙体与建筑外墙构成通风道 , 利用 热压通风使空气在通风道内流动, 从而迅速带走墙体 内的热量, 降低建筑外墙温度 , 减少传热量。 通风墙体的构造如 图 1 。建筑型式采用重庆市小 城镇节能项 目的原始图形 , 建筑布局如 图 2 。 根据建筑型式,采用 C F D对北 向和西 向通风墙 体进行模拟, 模拟北向通风墙体 的条件是太 阳辐射强 度为 1 0 0W mz , 室外
12、干球温度为 3 5, 模拟计算结果 如图 3 。 北 向外墙采用 了通风墙体后 的各层温度分布 曲 线如 图4 。 从夹层内空气分布看 , 温度梯度比较明显。在这 种情况下, 在夹层 内能够顺利形成热压 。通风墙体的 外表面在太 阳辐射作用下,外墙外壁温度 4 2 9 4; 外墙 内壁温度 3 8 9 4: 通风墙内空气温度 3 4 9 6; 内墙外壁温度 3 3 O 3: 内墙内壁温度 3 1 O 3。 对于 建筑外墙 , 其外表面温度 由 4 2 9 4降低到 3 3 0 3, 内壁温度为 3 1 0 3。 图 1 通风墙体构造图 墙外壁温度 4 3 3 8; 墙 内壁温度 3 8 7;
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