地下建筑物与地面建筑物空调节能分析研究

【摘要】：近年来,随着城市化进程的加快,城市建设快速发展,城市规模不断扩大,城市人口急剧膨胀,许多城市不同程度地出现了建筑用地紧张、生存空间拥挤、交通堵塞、基础设施落后、生态失衡、环境恶化等城市病,给人们居住、生活带来了很大影响,制约了城市经济发展和社会的进步,成为现代化城市可持续发展的障碍。在这样的背景下,城市地下空间开发利用迫在眉睫。 城市地下建筑建成后内部环境的舒适度直接影响其使用效率。建成使用时对室内温湿度的控制非常关键。建筑处在地下,地面气候对其影响很小,再加之岩土的热力特性,决定了地下建筑的散热、散湿很困难,从而影响其热环境的状况,这就需要良好的通风条件来保证。地下建筑的这些特点使得地下建筑实际体形系数小,隔热性好而蓄热量大,能在严酷多变的外界气候条件下保持相对舒适稳定的室内环境,使得地下建筑的空调负荷降低,从而降低空调能耗。而空调系统的能耗在建筑能耗中所占的比重很大,不管是地下建筑还是地面建筑,空调节能在当前建设节约型环境时期显得尤为重要。 本文用Fluent计算软件模拟了西安市某服装城地下与地面空调房间内的流场和温度场,通过模拟结果比较了地下建筑与地面建筑的空调能耗。通过地下与地面商场的工程实例简要对比了地下建筑与地面建筑的能耗。 【关键词】：地下建筑物 地面建筑物 空调 节能
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TU831
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题研究的背景与意义11-14
• 1.1.1 地下建筑与地面建筑的概念11
• 1.1.2 地下建筑与地面建筑的优缺点11-12
• 1.1.3 地下建筑发展背景12-13
• 1.1.4 本课题研究的意义13-14
• 1.2 课题研究的现状14-17
• 1.2.1 地下建筑物国外研究现状14-15
• 1.2.2 建筑节能国外现状15
• 1.2.3 国内地下建筑物研究现状15-16
• 1.2.4 国内建筑节能现状16-17
• 1.3 本文研究的主要内容17-18
• 第二章 数值计算理论18-26
• 2.1 CFD简介18
• 2.2 CFD模拟软件18-21
• 2.2.1 CFX18
• 2.2.2 FIDAP18-19
• 2.2.3 PHOENICS19
• 2.2.4 Star—CD19
• 2.2.5 Fluent19-21
• 2.3 CFD基本模型21-23
• 2.3.1 控制方程21
• 2.3.2 湍流模型21-23
• 2.4 CFD模型离散23-26
• 2.4.1 CFD模型数值求解方法23
• 2.4.2 基于有限容积的SIMPLE算法23-26
• 第三章 地下建筑数值模拟26-38
• 3.1 模拟对象26
• 3.2 模型与网格划分26-28
• 3.2.1 数学模型26-27
• 3.2.2 模型简化27
• 3.2.3 网格划分27-28
• 3.3 房间冷、热、湿负荷确定28-34
• 3.3.1 气象参数28
• 3.3.2 房间冷负荷确定28-31
• 3.3.3 房间湿负荷确定31-34
• 3.4 数值模拟方法34
• 3.5 数值模拟结果34-36
• 3.5.1 空调房间温度分布35-36
• 3.5.2 空调房间速度分布36
• 3.6 本章小结36-38
• 第四章 地面建筑数值模拟38-54
• 4.1 模拟对象38
• 4.2 模型与网格划分38-39
• 4.2.1 数学模型38
• 4.2.2 模型简化38-39
• 4.2.3 网格划分39
• 4.3 房间冷、热、湿负荷确定39-43
• 4.3.1 气象参数39-40
• 4.3.2 房间冷负荷确定40-42
• 4.3.3 房间湿负荷确定42-43
• 4.4 太阳辐射强度动态变化43-47
• 4.4.1 室外日逐时温度拟合表达式43-44
• 4.4.2 西安室外日逐时温度计算结果44-45
• 4.4.3 墙体选择的影响45-47
• 4.5 数值模拟方法47
• 4.6 数值模拟结果47-52
• 4.6.1 空调房间内温度分布47-50
• 4.6.2 空调房间内速度分布50-52
• 4.7 本章小结52-54
• 第五章 工程实例54-67
• 5.1 工程实例54-59
• 5.1.1 工程概况54
• 5.1.2 设计参数54-56
• 5.1.3 负荷计算56-57
• 5.1.4 空调系统57-59
• 5.2 能耗分析59-66
• 5.2.1 空调能耗59-62
• 5.2.2 建造能耗62-64
• 5.2.3 运行能耗64-66
• 5.3 本章小结66-67
• 结论67-69
• 参考文献69-72
• 附录72-84
• 附录1 Matlab程序72-73
• 附录2 负荷计算表73-84
• 攻读学位期间发表的学术论文及获得的奖励84-85
• 致谢85

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