[科普中國(guó)]-特隆比墻

即特隆布?jí)Α?/p>

夏季過(guò)熱是被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)應(yīng)用中普遍存在的問(wèn)題,也是被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑大規(guī)模推廣應(yīng)用的難點(diǎn)之一。常采用的自然降溫手段有遮陽(yáng)、夜間通風(fēng)、被動(dòng)蒸發(fā)降溫等。

目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者大多將研究的重點(diǎn)放在利用特隆布?jí)Y(jié)構(gòu)誘導(dǎo)室內(nèi)自然通風(fēng)方面。

概述目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者大多將研究的重點(diǎn)放在利用特隆布?jí)Y(jié)構(gòu)誘導(dǎo)室內(nèi)自然通風(fēng)方面,Gan Guohui等人首次采用(RNG)K-ε湍流模型對(duì)未使用夏季遮陽(yáng)的特隆布?jí)Φ慕禍匦ЧM(jìn)行了理論分析,預(yù)測(cè)了空氣夾層內(nèi)氣流的浮動(dòng)及空氣流量與特隆布?jí)υO(shè)計(jì)尺寸之間的關(guān)系;J.Hirunlabh等人對(duì)一種應(yīng)用于熱帶地區(qū)的無(wú)蓄熱作用的類似特隆布?jí)Y(jié)構(gòu)的金屬墻的誘導(dǎo)自然通風(fēng)效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,建立了熱性能穩(wěn)態(tài)預(yù)測(cè)模型;I. Blasco Lucas應(yīng)用等比例縮小的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)被動(dòng)式結(jié)構(gòu)特隆布?jí)θ赀\(yùn)行熱效果進(jìn)行了討論,提出在夏季使用外遮陽(yáng)有助于提高其熱工性能。

研究表明,被動(dòng)式太陽(yáng)房的冬季供暖效果越好,夏季過(guò)熱的問(wèn)題也就越嚴(yán)峻。所以在保證其良好的冬季供暖效果的前提下,解決夏季過(guò)熱問(wèn)題,并盡可能地應(yīng)用已有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行被動(dòng)式降溫,是推廣被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑的關(guān)鍵。1

最佳運(yùn)行方案討論通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析可知,設(shè)計(jì)運(yùn)行合理的特隆布?jí)Σ粌H不會(huì)出現(xiàn)夏季過(guò)熱的問(wèn)題,還可以在一定程度上起到被動(dòng)式降溫的作用。為進(jìn)一步強(qiáng)化其降溫效果,應(yīng)從以下兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。

1、卷簾方案

根據(jù)太陽(yáng)輻射儀記錄的數(shù)據(jù)判斷,夏季早上6:00時(shí),太陽(yáng)輻照量就可以達(dá)到0.1MJ/h左右,所以如果將卷簾放下的時(shí)間提前2h,可進(jìn)一步減少墻體得熱量0.5MJ左右。通過(guò)計(jì)算還可以知道,由于本實(shí)驗(yàn)所選用的卷簾熱容量較小,雖然具有高反射比,但是由于太陽(yáng)輻射長(zhǎng)時(shí)間作用,卷簾溫度也有所升高,增大了卷簾與墻體的輻射換熱量,所以可以通過(guò)選用熱惰性較大的卷簾材料或者選擇合理的卷簾安裝位置,降低卷簾的溫升,以進(jìn)一步減少白天墻體的得熱量。

2、通風(fēng)方案

通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn),夾層內(nèi)空氣流動(dòng)可按兩個(gè)獨(dú)立大平板間的自然對(duì)流計(jì)算,所以在不改變其他部件物性參數(shù)的情況下,即使增大夾層寬度,也無(wú)法有效地增加墻體夜間對(duì)流換熱量。而且由Gr的計(jì)算公式可知,雖然增加夾層高度可強(qiáng)化對(duì)流換熱。但是如果增加夾層的高度,也會(huì)增加墻體面積,從而增大墻體的輻射得熱量,而且還要考慮到建筑層高的限制,所以想僅通過(guò)改變夾層尺寸來(lái)增強(qiáng)空氣對(duì)流,強(qiáng)化墻體的夜間蓄冷效果并不十分可行。故為進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)流作用,增加空氣流量,建議在外風(fēng)口處加一臺(tái)小型風(fēng)機(jī),對(duì)夾層內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道,最有利于夏季降溫的外風(fēng)口控制方式為全天開(kāi)啟?？紤]熱帶地區(qū)白天室外氣溫較高的情況,若外風(fēng)口也為自動(dòng)控制狀態(tài),白天可依據(jù)夾層內(nèi)空氣溫度與環(huán)境溫度之差進(jìn)行控制,當(dāng)夾層內(nèi)溫度低于室外溫度的時(shí)候,將外通風(fēng)口關(guān)閉。1

結(jié)論1、采用合理的運(yùn)行方案不僅可以有效解決特隆布?jí)ο募具^(guò)熱的問(wèn)題,還可以在一定程度上起到被動(dòng)式降溫的作用。

2、外通風(fēng)口全天開(kāi)啟,內(nèi)通風(fēng)口自動(dòng)啟閉,卷簾白天放下、夜間開(kāi)啟是較為有效的特隆布?jí)ο募窘禍剡\(yùn)行方案,可以有效地解決特隆布?jí)ο到y(tǒng)夏季過(guò)熱的問(wèn)題。加強(qiáng)夾層內(nèi)空氣流動(dòng),還可以達(dá)到較為理想的被動(dòng)式降溫效果。

3、由于夾層內(nèi)對(duì)流作用相對(duì)較弱,墻體并不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的夜間蓄冷效果。針對(duì)北方晝夜溫差較大的氣候特點(diǎn),通過(guò)采取一定的措施加強(qiáng)夾層內(nèi)空氣的對(duì)流,可以進(jìn)一步強(qiáng)化特隆布?jí)ο募窘禍匦Ч?。而?duì)于僅利用特隆布?jí)Y(jié)構(gòu)進(jìn)行夏季誘導(dǎo)通風(fēng)的南方地區(qū),在設(shè)計(jì)時(shí)可使用薄墻,同樣可以達(dá)到很好的降溫效果。

4、通過(guò)改變夾層的高度和厚度對(duì)增強(qiáng)夾層內(nèi)空氣對(duì)流換熱效果的作用不是很明顯,建議使用主動(dòng)方式,加小型風(fēng)機(jī)等,這方面有待于進(jìn)一步研究。

5、在夏季6:00～18:00使用卷簾,可進(jìn)一步減少墻體得熱量。如果選用具有較大熱容量的卷簾,可降低白天卷簾與墻體的輻射換熱量,強(qiáng)化使用卷簾的降溫效果。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李斌 - 副教授 - 西南大學(xué)