大進深建筑空調(diào)內(nèi)外區(qū)界線的量化分析

大進深建筑空調(diào)內(nèi)外區(qū)界線的量化分析隨著城市化、現(xiàn)代化的不斷發(fā)展,大進深建筑越來越多見。合理進行空調(diào)內(nèi)外區(qū)劃分是大進深建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的首要環(huán)節(jié),但關(guān)于這方面的已有研究較少,工程實踐中常根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定。本研究對大進深建筑的室內(nèi)熱環(huán)境和內(nèi)外分區(qū)情況進行了實驗測試和數(shù)值模擬。搭建了大進深房間的實驗?zāi)Ｐ?實測得到了冬季非空調(diào)工況下的室內(nèi)外空氣溫度、房間表面溫度和人體模型表面溫度。實測結(jié)果表明,在外圍護結(jié)構(gòu)冷表面和散熱模型熱表面的共同作用下,房間高度方向有明顯的溫度分層,進深方向的溫度分布高低錯落,溫差較小,并未表現(xiàn)出外冷內(nèi)熱的規(guī)律。利用FLUENT軟件對典型實驗過程進行數(shù)值模擬,并將模擬數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)進行對比驗證。結(jié)果表明,數(shù)值模擬結(jié)果與實驗測試結(jié)果間吻合較好,垂直方向溫度分層的特征一致,進深方向的溫度分布規(guī)律相似,說明數(shù)值方法合理可靠。以大進深辦公建筑為研究對象,數(shù)值模擬了18種典型條件下的室內(nèi)溫度場和氣流速度場。利用操作溫度來分析建筑內(nèi)外分區(qū)界線問題,將1m高度上操作溫度與該高度空氣平均溫度相等處定義為內(nèi)外區(qū)分界線的位置。由于內(nèi)外區(qū)分界線隨室內(nèi)平均溫度的升高而向房間進深方向移動,將室內(nèi)平均溫度20℃時的內(nèi)外區(qū)分界線位置定義為內(nèi)外分區(qū)界線的最終位置。模擬結(jié)果表明,嚴寒地區(qū)(如哈爾濱)圍護結(jié)構(gòu)當(dāng)量傳熱系數(shù)相同、窗墻比相同但窗、墻傳熱系數(shù)不同的情形對應(yīng)的外區(qū)進深有顯著差別;對寒冷地區(qū)(如北京)和夏熱冬冷地區(qū)(如上海)而言,在當(dāng)量傳熱系數(shù)相同、窗墻比相同的前提下改變窗、墻傳熱系數(shù)不會對外區(qū)進深產(chǎn)生影響。室內(nèi)熱源的空間分布對三個地區(qū)的內(nèi)外分區(qū)界線位置都有一定影響。對室內(nèi)總散熱量相同但燈具散熱量.占比較少的情形,室內(nèi)中心垂直截面溫度、室內(nèi)操作溫度和墻體內(nèi)表面溫度均較低,窗戶內(nèi)表面溫度略高,外區(qū)進深較大。綜合氣候因素、圍護結(jié)構(gòu)特性、室內(nèi)熱源分布等因素,給出了不同氣候區(qū)大進深辦公建筑外區(qū)進深的一般范圍:嚴寒地區(qū)為3.6m～5.75m,寒冷地區(qū)為2.65m～4.42m,夏熱冬冷地區(qū)為2.17m～3.11m。將數(shù)值模擬和熱平衡理論得到的外區(qū)進深進行了對比,發(fā)現(xiàn)室內(nèi)平均溫度在16℃～20℃之