太阳辐射作用下膜建筑室内热环境测试研究.pdf

1、书书书?基金项目?国家自然科学基金?第一作者简介?王欢?女?讲师?博士?研究方向为建筑热环境与通风技术?热力系统优化?收稿日期?修回日期?建筑供暖?空调?通风?热环境?太阳辐射作用下膜建筑室内热环境测试研究王?欢?仝易麟?樊越胜?田国记?王云朋?西安建筑科技大学 建筑设备科学与工程学院?陕西 西安?中色科技股份有限公司?河南 洛阳?摘?要?搭建膜建筑室内热环境测试平台?在不同太阳辐照度?室外温度条件下?夏季晴天日?夏季阴天日?冬季晴天日?测试膜建筑室内温度及屋顶内外表面温度的变化?对于室内温度?在白天太阳辐照度比较大时?太阳辐照度的影响占主导?膜建筑室内热环境类似日光温室?在阴天太阳辐照度比较

2、小以及夜间时?室外温度的影响占主导?对于屋顶内外表面温度?对于夏季晴天日?白天屋顶内外表面温度变化趋势均与太阳辐照度变化趋势基本一致?且外表面温度高于内表面温度?夜间太阳辐射作用消失?屋顶内外表面温度均下降?且趋于接近?夏季阴天日?冬季晴天日?屋顶内外表面温度变化情况与夏季晴天日相似?关键词?膜建筑?太阳辐射?室内热环境中图分类号?文献标志码?文章编号?概述近年来?半透明轻质膜结构以其优异的材料性能?良好的建筑性能和结构性能引起了人们的广泛关注?与传统建筑材料相比?膜建筑材料具有重量轻?柔韧性好?自清洁等优点?膜建筑具有工期短?安装方便?投资小等特点?已广泛用于临时或半永久性大跨度公共建筑?如

3、体育馆?和其他附属结构?如建筑走廊?在改善生态环境和生活环境方面发挥了积极作用?与传统建筑材料不同?膜建筑材料隔热性能差?透光率高?太阳热增益系数大?隔热保温能力差等特性导致膜建筑难以依靠自身热阻减少室外温度?太阳辐射等室外热扰对室内热环境的影响?尤其是在夏季高温天气?易出现室内温度过高等现象?严重影响工作人员工作效率和仪器的正常使用?制约了膜建筑的发展?目前?对膜建筑的研究主要集中在建筑结构和织物膜材料的力学特性方面?关于膜建筑室内热环境的研究比较少?本文搭建膜建筑室内热环境测试平台?在不同太阳辐照度?室外温度条件下?夏季晴天日?夏季阴天日?冬季晴天日?测试膜建筑室内温度及屋顶内外表面温度的

4、变化?测试内容?测试平台膜建筑室内热环境测试平台见图?膜建筑长?宽?拱形屋顶最高点距地面?膜材料为表面涂层为?底层涂覆?的聚酯纤维织物膜?膜材料厚约?对太阳辐射的吸收 率 为?透 射 率 为?反 射 率 为?膜建筑地面即测试地点所在建筑的屋顶?四周均为膜材料?不设门?窗?室内无供暖供冷装置?测试内容为分析不同太阳辐照度?室外温度条件下膜建筑室内热环境及膜材料传热特点?测试分别在夏季晴天?夏季阴天?冬季晴天进行?测试地点位于西安某建筑屋顶?四周无遮挡?主要测试参数?太阳辐照?第?卷?第?期?年?月煤 气 与 热 力?图?膜建筑室内热环境测试平台度?室外温度?室内温度?各朝向膜内外表面温度?太阳辐

5、照度?室外温度采用?型小型气象站记录?太阳辐照度测量范围为?相对误差为?温度测量范围为?绝对误差为?小型气象站放置在膜建筑附近且四周无遮挡的位置?数据每隔?自动采集?次?室内温度?各朝向膜内外表面温度均采用?型热电偶进行测量?每隔?采用?型采集仪记录?次数据?温度测点布置温度测点布置见图?轴所指方向为北向?温度测点坐标见表?忽略屋顶内外表面温度测点的?坐标的差别?屋顶内外表面分别布置?个温度测点?测点?为屋顶外表面温度测点?测点?为屋顶内表面温度测点?以地面为起点?沿高度方向每隔?布置?个温度测点?共布置?个室内温度测点?测点?在进行数据处理和分析时?屋顶内外表面温度取相应测点的平均值?室内温

6、度取测点?的平均值?图?温度测点布置表?温度测点坐标温度测点坐标?温度测点坐标?测试结果与分析夏季工况?年?月至?月进行了连续测试?为避免不良天气对实验测试的影响?最终选取?月?日?月?日分别作为夏季晴天日?夏季阴天日?冬季工况?选取?年?月?日作为冬季晴天日?为方便阐述?将夏季晴天日?夏季阴天日?冬季晴天日统称为典型日?出于某些原因?冬季晴天日仅获得白天的测试数据?典型日的室外风环境均为微风环境?典型日太阳辐照度典型日太阳辐照度随时间变化见图?由图?可知?夏季晴天日?夏季阴天日的太阳辐射均在?开始出现?夏季晴天日?太阳辐照度在?达到峰值?平均太阳辐照度为?由于夏季阴天日的天气状况不稳定?云层厚且多?导致大气对太阳辐射的削弱作用增强?地面的太阳辐射减弱?因此?与夏季晴天日相比?夏季阴天日的太阳辐照度明显降低且波动较大?太阳辐照度达到峰值?平均太阳辐照度为?冬季的日照时间比夏季明显缩短?地面的太阳辐射明显减弱?冬季晴天日?太阳辐射在?开始出现?太阳辐照度在?后达到峰值?平均太阳辐照度为?室内温度典型日室内外温度随时间变化分别见图?由图?可知?对于夏季晴天日?室内温度变化范围为?白天?室内