辦公建筑相變墻房間夏季夜間通風(fēng)試驗(yàn)及模擬研究.pdf

1、對于白天使用夜間閑置的辦公型建筑，可以考慮在夏季對房間進(jìn)行夜間通風(fēng)，利用夜間室外空氣的冷量對室內(nèi)空氣進(jìn)行冷卻，并移除白天儲存在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的顯熱負(fù)荷，起到減小白天室內(nèi)溫度波動幅度，延遲室內(nèi)最高溫度出現(xiàn)時(shí)間的作用。但這種顯熱儲存能力十分有限，為了增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓄冷量，考慮將相變材料與圍護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，利用相變材料的潛熱儲能性能，提高房間儲存能量的能力。
　　根據(jù)這個思路，本課題對夏季夜間通風(fēng)對相變房間室內(nèi)環(huán)境的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究。對沈陽某

2、辦公建筑的一個辦公房間進(jìn)行了相變改造。為了確保相變材料能夠吸收夜間空氣冷量，根據(jù)沈陽夏季夜間溫度變化范圍，并綜合考慮材料的各種特性，選擇了癸酸和月桂酸的低溫共熔物作為試驗(yàn)用相變材料。根據(jù)房間的實(shí)際情況，選擇PE管對相變材料進(jìn)行宏觀封裝，將相變管沿西外墻排列并通過石膏板搭建內(nèi)墻，形成能夠進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)的相變墻。通過改變通風(fēng)策略，設(shè)計(jì)了六組試驗(yàn)方案，在各方案條件下，對相變房間和普通房間的溫濕度進(jìn)行了逐時(shí)測定，通過實(shí)測數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)：(1)對房間

3、進(jìn)行夜間通風(fēng)能在一定程度上降低白天室內(nèi)溫度；(2)無通風(fēng)條件下，相變房間與普通房間室內(nèi)平均溫度之差僅為0.34℃，自然通風(fēng)條件下，平均溫度差為0.88℃，相變材料調(diào)溫效果并不明顯；(3)對相變墻進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)后，相變房間白天最高溫度發(fā)生了明顯下降趨勢，比普通房間降低2.3℃，平均溫度比普通房間溫度低1.6℃；(4)如果在白天開啟室內(nèi)-相變墻空氣循環(huán)風(fēng)機(jī)，能更充分的釋放存儲在相變材料中的冷量，進(jìn)一步控制房間內(nèi)空氣溫度。通過空氣焓值法計(jì)算了相

4、變房間的蓄冷量以及相變材料的有效利用率，在試驗(yàn)條件下，相變房間蓄冷量最高能夠達(dá)到2627.5kJ，相變墻有效利用率為23.1％。并通過PMV和PPD指數(shù)對相變房間和普通房間的舒適性滿意度進(jìn)行了預(yù)測。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相變房間結(jié)合有效的夜間通風(fēng)手段能夠降低室內(nèi)白天最高溫度，并減小溫度波動范圍，能夠在不使用制冷設(shè)備的前提下，提高房間的舒適性，具有節(jié)能意義。
　　在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用FLUENT軟件模擬了機(jī)械通風(fēng)條件下，房間內(nèi)部及相變墻夾層的氣

5、流組織和溫度分布情況。模擬結(jié)果顯示在風(fēng)機(jī)的作用下，房間近壁處氣體流速較大，有利于增強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)與冷空氣的換熱；房間內(nèi)部氣流形成較穩(wěn)定的環(huán)流，有利于提高室內(nèi)溫度的均勻性。相變管的交叉排列增加了相變墻央層內(nèi)的氣流擾動，有利于提高相變材料與空氣的換熱量。
　　通過理論分析、試驗(yàn)研究和軟件模擬，能夠看出將相變材料與夏季夜間通風(fēng)結(jié)合能夠在一定程度上控制白天室內(nèi)溫度，更長時(shí)間的控制室內(nèi)溫度在舒適范圍內(nèi)，起到時(shí)間延遲并減小溫度波動的作用，具有經(jīng)濟(jì)