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建筑外遮阳对室内光环境的影响研究

作　者: 余理论
导　师: 郑洁
学　校: 重庆大学
专　业:
关键词: 外遮阳太阳辐射室内光环境建筑能耗模拟分析
分类号: TU113
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 392次
引　用: 2次
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内容摘要

我国建筑相关能耗已占到社会总能耗的46.7%左右,建筑节能已成为我国的重要研究课题。在建筑能耗中,采暖空调能耗又占到了55%。而在空调能耗中夏季通过窗户进入室内的太阳辐射所消耗得热量是空调能耗的主要原因。作为遮挡太阳辐射,有效降低夏季空调能耗的有效措施,建筑外遮阳已成为建筑节能研究的重要课题之一。我国对外遮阳的研究已经获得了一定的成果,但研究大都还只集中在对室内热环境及空调系统的节能方面。对外遮阳对室内采光方面的影响几乎还没有系统的研究。本文应用计算机模拟与实验验证相结合的方法,结合室内照度、照度均匀度、眩光指数等多个光环境评价指标对设置外遮阳情况下的室内光环境及全年采光效率进行了分析;对几种外遮阳形式进行了综合节能评价,分析了不同外遮阳形式的节能效果。论文主要贡献是:(1)利用Radiance采光计算软件模拟分析了五种不同外遮阳形式对室内采光效率和室内光环境的影响,得出了五种外遮阳形式对室内照度的影响程度和对室内天然光眩光的控制效果。(2)建立了实验模型并进行了实验测试,对比分析结果表明,采光模拟结果准确、可信。(3)分析了四种外遮阳形式的不同设置参数对室内采光系数、全年天然光利用率及全年照明能耗的影响,得出了四种遮阳形式对室内全年天然光利用率的影响程度。(4)定性分析了外遮阳对室内全年空调能耗、采暖能耗和采光能耗及其三者相互之间的影响。对水平、垂直、综合、百叶四种外遮阳形式进行了全年能耗模拟,结合外遮阳对空调能耗、采暖能耗、照明能耗的影响分析了它们在不同方向上的综合节能效果,提出了四种基本遮阳形式的最佳使用方向。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-9
1 绪论  9-19
  1.1 我国能源利用及建筑节能现状  9
  1.2 外遮阳在建筑节能中的意义和作用  9-10
  1.3 外遮阳常用形式和种类  10-12
  1.4 外遮阳对室内环境的影响  12-13
    1.4.1 外遮阳与室内热环境  12
    1.4.2 外遮阳与室内光环境  12
    1.4.3 外遮阳与室内通风  12-13
  1.5 外遮阳的国内外研究现状  13-18
    1.5.1 国外研究现状  13-16
    1.5.2 国内研究现状  16-18
  1.6 课题的提出  18
  1.7 课题的主要研究内容  18-19
2 天然采光相关理论概述  19-29
  2.1 天空亮度分布模型  19-22
  2.2 照度计算模型  22-26
    2.2.1 室外水平面照度计算  22-23
    2.2.2 室内水平面照度计算  23-26
  2.3 室内光环境评价指标  26-29
3 外遮阳对室内光环境影响的模拟分析  29-47
  3.1 Radiance 光照模拟软件简介  29
  3.2 模型建立  29-30
  3.3 外遮阳参数的设计计算  30-33
  3.4 模拟工况选择  33-34
  3.5 光照模拟结果分析  34-43
    3.5.1 水平遮阳（南向）  34-36
    3.5.2 垂直遮阳（西北向）  36-38
    3.5.3 综合遮阳（南向）  38-39
    3.5.4 挡板遮阳（西向）  39-41
    3.5.5 百叶遮阳（南向）  41-43
  3.6 外遮阳与室内的眩光控制  43-46
    3.6.1 眩光的常用评价指标  43-44
    3.6.2 外遮阳对室内眩光控制分析  44-46
  3.7 小结  46-47
4 外遮阳对室内光环境影响的实验验证  47-57
  4.1 实验模型的建立  47
  4.2 实验误差分析  47-49
  4.3 测试仪器  49-50
  4.4 各表面相关参数的测量  50
  4.5 实测结果与模拟结果的对比分析  50-56
    4.5.1 测试时间及测试工况  50-51
    4.5.2 实验结果对比分析  51-56
  4.6 小结  56-57
5 外遮阳对全年自然光照利用潜力及照明能耗影响的分析  57-65
  5.1 天然光利用的意义和优越性  57
  5.2 全年天然光利用潜力分析  57-64
    5.2.1 外遮阳对室内采光系数影响的分析  57-59
    5.2.2 外遮阳对室内全年采光效率影响的分析  59-64
  5.3 小结  64-65
6 外遮阳对建筑能耗影响的综合分析  65-77
  6.1 Energy Plus 能耗模拟软件简介  65-66
    6.1.1 负荷计算  65
    6.1.2 采光计算  65-66
    6.1.3 系统及设备模拟  66
  6.2 外遮阳与建筑能耗的定性分析  66-67
  6.3 能耗计算模型及参数设定  67
  6.4 外遮阳节能效果分析  67-75
    6.4.1 水平遮阳节能效果分析  67-70
    6.4.2 垂直遮阳和综合遮阳节能效果分析  70-71
    6.4.3 百叶遮阳的节能效果分析  71-73
    6.4.4 外遮阳对能耗影响的气候差异性分析  73-75
  6.5 小结  75-77
7 结论及展望  77-79
  7.1 本文主要研究结论  77-78
  7.2 后续工作的建议  78-79
致谢  79-81
参考文献  81-85
附录  85-91
  A. 外遮阳能耗模拟详细计算结果  85-91
  B. 作者在攻读学位期间发表的论文目录  91
  C. 研究生期间参与的科研项目  91

建筑外遮阳对室内光环境的影响研究

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