太阳能烟囱建筑自然通风与自然排烟性能的实验研究

摘要

太阳能烟囱建筑利用太阳能烟囱结构进行自然通风，其自然通风效果优良、自然通风系统节能环保，有望成为减少建筑耗能、充分利用太阳能的有效措施之一。太阳能烟囱建筑的烟囱竖井结构如果能够用于自然排烟，既可避免机械排烟系统的资源闲置及一定的启动失效率，也可节约建筑耗能。目前关于太阳能烟囱建筑在自然排烟方面研究较少，太阳能烟囱能否兼顾自然排烟和自然通风的效果，以及如何合理的设计其结构参数目前还不清楚。因此，本文针对可同时用于自然通风和自然排烟的太阳能烟囱建筑的研究工作分为以下两个方面:
　　(1)太阳能烟囱建筑自然通风与自然排烟建筑结构参数包括室内通风口高度、太阳能烟囱空腔间距、玻璃幕墙厚度等，其中室内通风口高度和太阳能烟囱空腔间距是影响自然通风和自然排烟的重要建筑结构参数。本文基于缩比例实验装置，研究室内通风口高度和太阳能烟囱空腔间距对太阳能烟囱建筑自然通风及自然排烟效果的影响，分析讨论室内通风口风速、窗户风速、太阳能烟囱温度分布、室内竖直温度分布及烟气运动规律，可用于指导新型太阳能烟囱建筑的建筑结构参数设置。研究结果表明，自然通风和自然排烟效果随通风口高度增加呈现先增大后减小的趋势，且最佳室内通风口高度位于窗户上檐位置附近;自然通风和自然排烟效果随太阳能烟囱空腔间距增加呈现先增大后减小的趋势。
　　(2)辐射功率及火源功率是太阳能烟囱建筑自然通风和自然排烟性能的关键边界条件。通过研究不同辐射功率对太阳能烟囱建筑自然通风和自然排烟性能的影响规律，可以得出太阳能烟囱建筑在不同纬度或者太阳辐射功率下的性能差异。通过研究不同火源功率对太阳能烟囱建筑自然通风和自然排烟性能的影响规律，可以得出太阳能烟囱建筑的控制火灾能力。本文基于缩比例实验装置，研究辐射功率和火源功率对太阳能烟囱建筑自然通风及自然排烟效果的影响，分析讨论室内通风口风速、窗户风速、太阳能烟囱温度分布、室内竖直温度分布及烟气运动规律，衡量太阳能烟囱建筑不同维度或者太阳辐射功率下的性能差异及其控制火灾能力。研究结果表明，自然通风和自然排烟效果随辐射功率的增加呈现增大的趋势;不同火源功率下，随着火源功率的增加自然通风风速基本不变，自然排烟风速逐渐增大，然而建筑内部可见度降低、烟气扩散程度增高。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状及不足

1．3 研究目标及思路

1．4 本文章节安排

第2章 实验系统设计与原理

2．1 引言

2．2 缩比例实验台

2．3 数据采集系统

2．4 实验工况及步骤

2．5 本章小结

第3章 太阳能烟囱建筑结构参数优化

3．1 引言

3．2 室内通风口高度

3．3 空腔间距

3．4 本章小结

第4章 辐射功率及火源功率对太阳能烟囱的性能影响

4．1 引言

4．2 辐射功率

4．3 火源功率

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 进一步工作展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果