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低温强辐射双扰动下热阻与热惰性指标对外墙动态热特性的影响
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作者 张率 卫强 +3 位作者 刘衍 杨柳 朱轶韵 李哲 《太阳能学报》 北大核心 2025年第9期764-771,共8页
针对太阳能富集区建筑外墙在低温强辐射双热扰下表现的动态传热特性,为高效优化保温设计,以拉萨地区为例,利用动态传热数值计算模型分析热阻与热惰性指标的变化对复合外墙热响应特性的影响,构建三者之间的Poly2D、LogNormal2D与Plane函... 针对太阳能富集区建筑外墙在低温强辐射双热扰下表现的动态传热特性,为高效优化保温设计,以拉萨地区为例,利用动态传热数值计算模型分析热阻与热惰性指标的变化对复合外墙热响应特性的影响,构建三者之间的Poly2D、LogNormal2D与Plane函数关系式,揭示南、北向外墙的内表面温度在热阻与热惰性指标综合影响下的变化规律,并根据该规律提出墙体热阻最小值和热惰性指标的匹配关系建议,为太阳能富集区围护结构热工性能的优化设计提供快速便捷的参数优化指导。 展开更多
关键词 动态分析 太阳能 保温 蓄热 热工性能指标
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灰狼算法联合能耗反向优化的TMY气象要素权重调整方法研究
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作者 李红莲 吕文 +1 位作者 张文豪 和玺 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期726-733,共8页
典型气象年(Typical Meteorological Year,TMY)是能够反映不同类型气象要素在建筑所在地周期变化规律的室外设计计算参数文件,其精准度与建筑节能设计以及能耗模拟的准确性密切相关.TMY传统的挑选方法源于建筑的太阳能资源利用,依据不... 典型气象年(Typical Meteorological Year,TMY)是能够反映不同类型气象要素在建筑所在地周期变化规律的室外设计计算参数文件,其精准度与建筑节能设计以及能耗模拟的准确性密切相关.TMY传统的挑选方法源于建筑的太阳能资源利用,依据不同气象要素对建筑的作用机制进行赋权,皆采用统一的权重因子,未考虑不同地域之间的气候特征.本文基于信息技术与建筑物理交叉,采用灰狼算法(GWO)基于原始气象数据到建筑能耗模拟结果的迭代优化过程提取不同地域的气象资源分布特性,来修正各气象参数权重因子.为优化气象要素到模拟结果的迭代过程,本文开发了TMY耦合平台,实现了参数修改与能耗模拟的自动化.结果显示:采用灰狼算法改进的TMY可以反映不同地区的气候特征,为气象资源的分析与利用提供了更精确的工具和方法,具有重要的应用前景.本研究经计算得出的TMY在气象参数的权重选择上较原有方案更贴近长期平均值,相应的能耗模拟结果也更接近30年平均值.本研究对运用信息技术提升TMY的准确性及建筑节能设计和能耗模拟有直接的意义. 展开更多
关键词 典型气象年 灰狼算法 权重调优 建筑节能
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基于空气品质提升的中小学校教室需求控制通风研究
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作者 许懿 马思悦 曹瑞华 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期615-624,共10页
为改善中国既有中小学校教室的空气品质,研究综合运用自然通风、机械通风和混合通风来实现低能耗目标下的舒适和健康的教室内环境.首先,通过实测和数值仿真,对比研究封闭教室内CO_(2)的浓度分布及其动态变化规律.其次,构建教室CO_(2)实... 为改善中国既有中小学校教室的空气品质,研究综合运用自然通风、机械通风和混合通风来实现低能耗目标下的舒适和健康的教室内环境.首先,通过实测和数值仿真,对比研究封闭教室内CO_(2)的浓度分布及其动态变化规律.其次,构建教室CO_(2)实时监测系统,提出低成本需求控制教室通风系统.然后利用CFD仿真模拟,从气流特性、热舒适性及室内空气质量三方面,比较负压通风、正压通风和自然通风三种通风模式的差异.最后,提出不同气候条件下的教室通风策略.通过对窗户和风扇的简单设计的低成本改造和控制技术,即可提高教室空气品质和热舒适,研究可应用与数以万计的中小学教室的更新改建. 展开更多
关键词 教室空气品质 教室热舒适 低能耗 混合通风 智能控制
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一种墙体蓄热量的评价方法研究 被引量:1
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作者 朱新荣 冯伟建 +2 位作者 梁嘉 杨柳 刘加平 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期67-72,共6页
针对目前围护结构蓄热性能评价方法和指标不能有效评价蓄热量的问题,该文基于“日间热容”概念和有限差分法,提出一种新的围护结构蓄热性能评价方法和相关指标。该方法可获得围护结构逐时动态蓄热量、不同构造层次的蓄热情况以及材料层... 针对目前围护结构蓄热性能评价方法和指标不能有效评价蓄热量的问题,该文基于“日间热容”概念和有限差分法,提出一种新的围护结构蓄热性能评价方法和相关指标。该方法可获得围护结构逐时动态蓄热量、不同构造层次的蓄热情况以及材料层和围护结构在一定时间段和一定面积内的累积蓄热量。以一个简化的建筑模型为例,运用该方法得出建筑不同朝向、不同部位围护结构各材料层的蓄热量情况。该文的方法可为建筑围护结构实际蓄热效果提供系统全面的定量评价,为太阳能建筑分朝向、分部位的蓄热设计提供方法和依据。 展开更多
关键词 蓄热 太阳能建筑 有限差分法 日间热容 评价指标
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基于数值模拟的建筑设计优化研究综述 被引量:1
5
作者 于水 李思尧 +1 位作者 刘雪研 姚钰锋 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第8期3054-3062,共9页
在双碳目标的背景下,对建筑物进行优化设计是实现节能减排的一个新途径;计算机技术的飞速发展,更使得建筑优化设计的效率有了很大的提升。为了更加全面地掌握基于数值模拟的优化技术在实际建筑中的应用现状,对优化研究的主要阶段进行了... 在双碳目标的背景下,对建筑物进行优化设计是实现节能减排的一个新途径;计算机技术的飞速发展,更使得建筑优化设计的效率有了很大的提升。为了更加全面地掌握基于数值模拟的优化技术在实际建筑中的应用现状,对优化研究的主要阶段进行了概括,归类分析了各类优化平台的优缺点,总结对比了各类优化算法的性能。分析发现,优化阶段主要分为预处理、优化、后处理3个阶段;优化工具根据开发目的分为三大类;常用的优化算法有:进化算法、无导数搜索算法、混合算法;并且当下的优化研究还有很大的空间值得探索与改进。 展开更多
关键词 数值模拟 建筑优化 优化算法 优化工具
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基于多目标优化的平房仓节能设计方法:以河南地区为例
6
作者 张华 叶俊雅 +2 位作者 牛淑杰 雷臣泽 吴勇飞 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第31期13493-13503,共11页
为了权衡低温粮仓设计阶段能耗和成本之间的矛盾,基于Rhino-Grasshopper参数化设计工具,构建了平房仓多目标优化设计平台。优化过程包括四个流程:参数化建模、优化变量参数设定、优化目标函数设定及优化和多目标决策。以河南地区某平房... 为了权衡低温粮仓设计阶段能耗和成本之间的矛盾,基于Rhino-Grasshopper参数化设计工具,构建了平房仓多目标优化设计平台。优化过程包括四个流程:参数化建模、优化变量参数设定、优化目标函数设定及优化和多目标决策。以河南地区某平房仓为例进行平台应用,得到了平房仓多目标优化设计的最优解集。结果表明,优化后粮仓的制冷能耗和成本均优于基准建筑。与改造后的平房仓相比,能耗最优解、均衡解和成本最优解设计方案的制冷能耗分别降低了70%、63.33%和38.67%,全生命周期成本分别降低了32.92%、49.43%和53.29%。 展开更多
关键词 平房仓 制冷能耗 全生命周期成本 多目标优化 Topsis决策
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中日建筑全生命周期碳排放比较 被引量:4
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作者 罗晓予 曹星煜 宋志茜 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2024年第2期220-230,共11页
全生命周期的建筑碳减排在日本已有广泛的应用和发展。由于中日建筑全生命周期碳排放统计口径存在差异,为准确开展中日建筑碳排放对比分析带来了难度。文中首先从计算边界、建材统计精度、碳排放因子数量等方面建立了中日同口径的全生... 全生命周期的建筑碳减排在日本已有广泛的应用和发展。由于中日建筑全生命周期碳排放统计口径存在差异,为准确开展中日建筑碳排放对比分析带来了难度。文中首先从计算边界、建材统计精度、碳排放因子数量等方面建立了中日同口径的全生命周期碳排放计算模型,并基于此对中日案例建筑的全生命周期碳排放特征开展比较和分析。发现中国案例的建筑全生命周期碳排放略高于日本,其中运行阶段碳排放明显高于日本。此外建筑建材性能对碳排放影响显著,日本建筑利用低碳建材,生产碳排放低,建材使用寿命长,使维护、废弃阶段碳排放均低于中国建筑案例。 展开更多
关键词 建筑 全生命周期 碳排放 碳排放因子 统计分析 对比
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基于辐射型反射涂层的热控制墙体性能分析 被引量:6
8
作者 胡轩宇 殷勇高 赵兴旺 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期465-474,共10页
为评估基于辐射型反射涂层的热控制墙体节能效果,解决相关评测体系缺失问题,建立墙体瞬态传热模型,探究复杂气候交变环境下墙体温度和热流的动态特性,以及辐射换热在被动式制冷过程中的热调控作用,基于热流和墙体传热系数提出一种新的... 为评估基于辐射型反射涂层的热控制墙体节能效果,解决相关评测体系缺失问题,建立墙体瞬态传热模型,探究复杂气候交变环境下墙体温度和热流的动态特性,以及辐射换热在被动式制冷过程中的热调控作用,基于热流和墙体传热系数提出一种新的评估模型进行性能评价.结果表明:在室内空调开启情况下,热控制墙体相比于普通墙体,其外表面温度平均下降10.74%,热流提升了281.54%;在夏热冬暖地区,建筑南侧涂覆辐射型反射涂层效果最佳,涂层可以降低建筑全年冷负荷87.8 MJ/m2;在夏热冬冷地区,建筑西面涂覆辐射型反射涂层可以降低建筑全年总负荷26.3 MJ/m2.所提出的性能评价指标能够刻画热控制墙体一天内的传热过程和传热特性,进而得到墙体的折合传热系数,对指导实际建筑施工、降低建筑全生命周期总能耗有重要意义. 展开更多
关键词 辐射型反射涂层 数值模拟 动态特性 建筑节能 评价指标
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自然通风作用下计算机房夏季热环境数值模拟 被引量:14
9
作者 吕洁 张琼 +1 位作者 周勃 王慧 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2016年第1期115-120,共6页
为了研究自然通风作用下计算机房夏季热环境能否满足学生舒适度的需要,通过对计算机房实地测量,利用测量数据建立数学模型,并以部分测量参数作为模型的边界条件,利用CFD软件对计算机房进行数值模拟.将模拟结果与实测数据进行对比,表明... 为了研究自然通风作用下计算机房夏季热环境能否满足学生舒适度的需要,通过对计算机房实地测量,利用测量数据建立数学模型,并以部分测量参数作为模型的边界条件,利用CFD软件对计算机房进行数值模拟.将模拟结果与实测数据进行对比,表明计算机房内温度场和速度场的数值模拟结果与实测结果趋于一致.通过分析模拟结果,找到计算机房通风不良的位置,并对该处的设计缺陷提出相应建议,对计算机房的热舒适性做出分析,且对机房空调设计给出具体建议.结果表明,自然通风作用下计算机房夏季热环境不能满足学生舒适度需要,且计算机房应当安装空调. 展开更多
关键词 自然通风 计算机房 降低能耗 热环境 舒适度 计算流体力学 数值模拟 实地测量
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建筑体形参数与外扰因素影响下冷负荷的相关性分析 被引量:11
10
作者 苑翔 龙惟定 张洁 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1821-1827,共7页
在不考虑内扰对建筑冷负荷的影响下,通过对上海地区12座矩形建筑进行模拟分析,得出不同体形参数与建筑单位体积冷负荷的关系,提出用单位体积冷负荷指标作为建筑冷负荷指标的方法。研究结果表明:在同一朝向下,建筑单位体积最大冷负荷与... 在不考虑内扰对建筑冷负荷的影响下,通过对上海地区12座矩形建筑进行模拟分析,得出不同体形参数与建筑单位体积冷负荷的关系,提出用单位体积冷负荷指标作为建筑冷负荷指标的方法。研究结果表明:在同一朝向下,建筑单位体积最大冷负荷与窗墙面积比呈线性关系,且不同的窗墙面积比对应的峰值负荷在1 d内出现的时间相同;同时,单位体积最大冷负荷与建筑体形系数呈线性关系,与建筑尺寸呈反比关系。 展开更多
关键词 外扰 单位体积冷负荷 窗墙面积比 建筑朝向 体形系数
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地下连续墙内埋管地热换热器传热模型 被引量:6
11
作者 夏才初 孙猛 +1 位作者 张国柱 肖素光 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期440-445,共6页
根据地下连续墙内埋管的结构形式和传热特点,建立开挖面以上和开挖面以下两部分的地下连续墙内埋管传热模型,并采用格林函数法推导其解析解.该模型能求解带有随时间变化的内热源、非齐次边界条件的复合介质热传导问题,可用于地下连续墙... 根据地下连续墙内埋管的结构形式和传热特点,建立开挖面以上和开挖面以下两部分的地下连续墙内埋管传热模型,并采用格林函数法推导其解析解.该模型能求解带有随时间变化的内热源、非齐次边界条件的复合介质热传导问题,可用于地下连续墙及周围土体内的温度场分析,还可用于地下连续墙内埋管布置形式、埋管间距以及间歇运行时间等参数的优化分析. 展开更多
关键词 地下连续墙内埋管换热器 传热模型 地源热泵 解析解
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蓄热体对多层建筑室内热环境的作用分析 被引量:7
12
作者 朱新荣 王润山 +1 位作者 杨柳 刘加平 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1410-1414,共5页
从理论分析的角度探讨3种蓄热体对室内热环境的作用机理。运用能耗模拟软件EnergyPlus模拟分析多层建筑中不同部位蓄热体对建筑室内热环境的具体影响及作用规律。结果表明:由于建筑外围护结构面积较少,外部蓄热体的蓄热能力非常有限,内... 从理论分析的角度探讨3种蓄热体对室内热环境的作用机理。运用能耗模拟软件EnergyPlus模拟分析多层建筑中不同部位蓄热体对建筑室内热环境的具体影响及作用规律。结果表明:由于建筑外围护结构面积较少,外部蓄热体的蓄热能力非常有限,内部蓄热体虽然不承受室外气候波动,但因其面积份额较大,对室内环境有明显影响。内部附加蓄热体对室内环境作用显著,室内最高温差可达约4℃,舒适时间百分比差值可达17%。 展开更多
关键词 蓄热体 建筑节能 室内热环境 多层建筑
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夜间通风空调办公建筑降温参数分析 被引量:7
13
作者 朱新荣 杨柳 +1 位作者 刘加平 陈涛 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2009年第6期846-850,888,共6页
为了确定房间的通风换气量及建筑围护结构的蓄热性能与夜间通风效果的关系.选择了昼夜温差较大的西安地区进行分析,分析对象为间歇运行的空调办公建筑,分析的工具为能耗模拟软件DeST.研究过程中建立了西安地区典型办公建筑的基准模型,... 为了确定房间的通风换气量及建筑围护结构的蓄热性能与夜间通风效果的关系.选择了昼夜温差较大的西安地区进行分析,分析对象为间歇运行的空调办公建筑,分析的工具为能耗模拟软件DeST.研究过程中建立了西安地区典型办公建筑的基准模型,从房间空调室温和建筑空调负荷两个方面对夜间通风的效果进行评价,得出了通风换气次数和围护结构蓄热性能和夜间通风效果的确切关系,为夜间通风建筑设计提供了一定的理论依据. 展开更多
关键词 被动式降温 夜间通风 换气次数 蓄热性能
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相变材料蓄热系数的计算方法 被引量:5
14
作者 陈超 凌浩恕 +3 位作者 于楠 李娜 张明星 李印 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2267-2272,共6页
为解决现有围护结构热性能评价方法无法适用于复合相变围护结构的问题,应用因次分析法和仿真模拟法,分析相变材料蓄热系数与其热物性的关系,进一步构建相变材料蓄热系数的计算方法。研究结果表明,相变材料的蓄热系数与其密度、导热系数... 为解决现有围护结构热性能评价方法无法适用于复合相变围护结构的问题,应用因次分析法和仿真模拟法,分析相变材料蓄热系数与其热物性的关系,进一步构建相变材料蓄热系数的计算方法。研究结果表明,相变材料的蓄热系数与其密度、导热系数、有效比热容的二次幂成正比关系;所研发的相变材料蓄热系数为16.20 W/(m^2·K),分别为夯实土壤、砌块砖和聚苯乙烯板的1.24倍、1.54倍和45倍。因此,在围护结构中添加相变材料可改善围护结构的热稳定性。研究结果可为相变材料在建筑中的高效应用与科学评价提供方法参考。 展开更多
关键词 相变材料 蓄热 数学模型 蓄热系数 因次分析
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地源热泵的套管式地下换热器传热研究 被引量:7
15
作者 赵军 袁伟峰 +2 位作者 朱强 周倩 龚宇烈 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期345-347,共3页
依据能量平衡 ,建立了地下浅埋套管式换热器传热模型 ,求解并分析了影响传热的主要因素 ,提出了强化换热的措施 。
关键词 地源热泵 套管式 地下换热器 传热
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全热交换器效率的权重系数分析方法 被引量:10
16
作者 刘俊杰 王斌 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期943-947,共5页
以板式全热交换器为例,通过推导全热交换器的显热、潜热和全热3种效率之间的关系式,用权重系数的概念分析了在我国不同地区气象条件下,显热效率和潜热效率对全热效率的影响程度.分析表明,夏季工况下我国大部分地区的潜热效率的权重系数... 以板式全热交换器为例,通过推导全热交换器的显热、潜热和全热3种效率之间的关系式,用权重系数的概念分析了在我国不同地区气象条件下,显热效率和潜热效率对全热效率的影响程度.分析表明,夏季工况下我国大部分地区的潜热效率的权重系数大于显热效率的权重系数.如果使用全热交换器,其全热效率的大小在夏季工况下主要受其潜热效率大小的影响,而冬季工况下则主要受到显热效率的影响,由于不同气候条件的潜热和显热所占权重比例不同,在进行不同材质的全热交换器的研发和选用时,应充分考虑其显热效率、潜热效率对全年能耗的总体影响,达到更好地实现节约投资和节能的目的. 展开更多
关键词 全热交换器 全热效率 显热效率 潜热效率 权重系数 节能
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城市下垫面对夏季微气候影响的测试研究 被引量:18
17
作者 刘大龙 马岚 刘加平 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2020年第1期107-112,共6页
下垫面是形成微气候的关键因素,为了研究其对夏季城市局地微气候的影响机制,选择4种具有代表性的城市下垫面(沥青路面、混凝土路面、铺面砖地面、草地)作为研究对象,对下垫面热环境参数进行测量.分析了不同下垫面微气候特征和地表温度... 下垫面是形成微气候的关键因素,为了研究其对夏季城市局地微气候的影响机制,选择4种具有代表性的城市下垫面(沥青路面、混凝土路面、铺面砖地面、草地)作为研究对象,对下垫面热环境参数进行测量.分析了不同下垫面微气候特征和地表温度变化特征,以及下垫面地表温度和气象参数、物理性质的影响关系,对比研究了不同下垫面的微热环境影响,结果如下:不同下垫面地表上方空气温度、太阳辐射、相对湿度和风速共同构成的下垫面微气候环境存在差异,不同下垫面地表温度的日变化一般呈先上升后下降的单峰形态,沥青地表温度在全天均高于其他下垫面;气温、太阳辐射以及空气相对湿度与下垫面地表温度的关联性显著;材料热物理性质会影响下垫面地表温度表现,但影响程度不同,由高至低依次为热扩散率、比热容和反射率;四种下垫面热环境舒适度从高到低依次是草地、混凝土、铺面砖、沥青.本研究可为优化城市热环境设计提供科学依据. 展开更多
关键词 下垫面 微气候 热舒适 热环境 物理性质
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拉萨地区节能墙体对室外综合温度扰量的频率响应 被引量:4
18
作者 桑国臣 朱轶韵 +1 位作者 刘加平 杨柳 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2011年第2期177-184,共8页
采用四阶谐量傅氏级数表达的室外综合温度函数作为墙体外侧的边界条件,利用墙体热工系统理论分析了拉萨地区节能墙体不同朝向和不同构造对延迟时间与衰减倍数的影响。分析结果表明,墙体的朝向、墙体构造方式、墙材的热物理参数等均对延... 采用四阶谐量傅氏级数表达的室外综合温度函数作为墙体外侧的边界条件,利用墙体热工系统理论分析了拉萨地区节能墙体不同朝向和不同构造对延迟时间与衰减倍数的影响。分析结果表明,墙体的朝向、墙体构造方式、墙材的热物理参数等均对延迟时间和衰减倍数具有显著影响,其中以蓄热系数较大的灰沙砖为主体材料的外保温构造墙体具有最大的衰减倍数和较长的延迟时间。 展开更多
关键词 节能构造 室外综合温度 傅氏级数 延迟与衰减 热稳定性
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大空间建筑室内表面温度对流辐射耦合换热计算 被引量:14
19
作者 黄晨 李美玲 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2001年第4期322-327,共6页
建立了大空间建筑室内壁面导热、辐射和对流耦合换热热平衡方程,结合Gebhart吸收系数,利用预测室内空气垂直温度分布简易模型,提出了室内各表面温度分布的理论计算方法. 对国外模型实验数据验证的结果表明,计算所得表面温度与实验值吻合... 建立了大空间建筑室内壁面导热、辐射和对流耦合换热热平衡方程,结合Gebhart吸收系数,利用预测室内空气垂直温度分布简易模型,提出了室内各表面温度分布的理论计算方法. 对国外模型实验数据验证的结果表明,计算所得表面温度与实验值吻合,表明了这是一种预测大空间建筑表面温度的有效方法. 展开更多
关键词 对流辐射耦合换热 大空间建筑 表面温度 Gebhart吸收系数
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地源热泵型地下连续墙内埋管换热器优化设计 被引量:4
20
作者 孙猛 夏才初 张国柱 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期443-448,共6页
根据地下连续墙内埋管换热器传热模型及埋管内流体温度场提出了地下连续墙内埋管换热器换热能力和出水温度的计算方法,并基于正交分析给出了上部建筑负荷最大时地下换热器的换热量及出水温度最高值的回归公式.在此基础上,根据出水温度... 根据地下连续墙内埋管换热器传热模型及埋管内流体温度场提出了地下连续墙内埋管换热器换热能力和出水温度的计算方法,并基于正交分析给出了上部建筑负荷最大时地下换热器的换热量及出水温度最高值的回归公式.在此基础上,根据出水温度最高值、单组埋管长度以及地下连续墙单幅宽度等限制条件提出了地下连续墙内埋管换热器的优化设计方法,并以上海自然博物馆地下连续墙内埋管为例进行了计算.分析表明,该优化设计方法计算简便,容易为工程设计人员所接受. 展开更多
关键词 地源热泵 地下连续墙内埋管换热器 优化设计 正交分析
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