民用建筑围护结构传热朝向修正率研究

《采暖通风空调设计规范》中规定的朝向修正率值是针对全国范围的，且各个方向的取值区间较大，而我国各采暖区太阳辐射强度差异很大，采用全国统一的修正范围，可能造成各地的设计结果与当地实际负荷朝向差异不相符。而《民用建筑节能设计标准》耗热量相关计算中，则未考虑朝向差异。因此有必要结合太阳能资源分布对采暖负荷与耗热量的朝向修正率进行分区计算，以提高设计计算的准确性。 本论文结合了太阳能热能等级的地域划分和热工设计分区标准，选择典型城市，确定典型围护结构，分析围护结构得热理论，得到了屋面及外墙的传热控制方程。通过查阅《中国建筑热环境分析专用气象数据集》等资料，分别获得计算负荷朝向修正率和节能朝向修正率的典型日气象数据。利用COMSOLMultiphysics软件分别计算得到综合温度和室外空气温度作用下引起的围护结构的耗热量。最终获得适合所选典型城市的负荷朝向修正率和节能朝向修正率值，并且对所得结果进行地区差异和朝向差异上的分析。针对计算得到的负荷朝向修正率与规范规定值的比较发现：对于东、南、西等方向，计算所得值偏小的情况较多，如按照规范规定值进行修正，会造成总负荷偏小；对于北向而言，计算得到的修正率值多偏大于规范值，这是由于规范中认为北向没有太阳辐射，而实际情况是，北向存在有太阳散射辐射，地面长波辐射等作用影响的。由于计算节能朝向修正率选取采暖期室外平均温度为计算温度，使得室内外温差较小，故在同一地区，其各个朝向的节能朝向修正率均应比负荷朝向修正率值大，尤其水平面表现明显。 该研究通过数值计算，不仅给出了论文中提及到的典型城市屋面和外墙的采暖热负荷朝向修正率和节能朝向修正率，而且还提供了一种朝向修正率的计算方法，这对采暖设计均有一定的参考指导意义。