最新【精品】范文参考文献专业论文太阳能烟囱在强化建筑自然通风中的应用太阳能烟囱在强化建筑自然通风中的应用摘要：介绍了太阳能烟囱强化自然通风的原理、意义及太阳能烟囱的实例应用。在总结了国内外学者关于太阳能烟囱强化自然通风的研究成果的基础上，提出三种可用于实际的复合太阳能烟囱系统。关键词：太阳能烟囱；自然通风；生态建筑；复合系统中图分类号：S891+.5文献标识码：A文章编号：0引言太阳能是世界上最丰富的可再生能源，太阳能的利用技术，也一直备受关注。如何将太阳能有效地融入建筑设计中以实现太阳能建筑一体化已成为生态建筑研究的热点问题。太阳能烟囱作为被动式太阳能利用形式之一，最早是由法国太阳能实验室主任FelixTrombe教授在1967年提出的，其研究成果在当时引起了人们的普遍关注。在近几十年的时间里，国内外对太阳能烟囱进行了大量实验及数值模拟研究，提出了各种各样的太阳能烟囱结构形式，并应用于室内通风及其他领域。1太阳能烟囱强化自然通风的原理太阳能烟囱基于热压作用下的通风原理，巧妙地应用太阳辐射热和烟囱的“拔风”作用来强化室内自然通风。太阳能烟囱通过吸收太阳辐射能加热腔内空气，增大烟囱内外温差从而增强热压，同时利用烟囱效应的抽吸作用强化自然通风，增加室内通风量，改善通风效果。常见的太阳能烟囱形式有：Trombe墙体式、竖直集热板屋顶式、倾斜集热板屋顶式，另外还有墙壁-屋顶式、辅助风塔通风式结构等。[1]利用太阳能烟囱技术来强化室内的自然通风具有很显著的意义，主要表现为：1)加强室内自然通风，能够提高室内空气质量，避免由于空气质量的下降而引发空调综合症。同时，太阳能烟囱强化室内自然通风的动力为太阳能，较之机械通风可节省风机能耗。2)太阳能烟囱技术对绿色生态建筑的发展具有积极的推动作用。作为被动式太阳能利用形式之一，太阳能强化通风技术因其设计简单、造价低及效果明显等优点而颇受建筑设计者的青睐，近年来成为生态建筑能源系统设计中的一个必备的节能与生态元素。2太阳能烟囱强化自然通风的影响因素通过对太阳能烟囱通风效果进行研究，寻找可获得最佳通风量的优化结构是十分必要的。同时，以强化室内自然通风为目的的太阳能烟囱能否达到预期的通风效果，室外气象条件对其有何影响也需进一步探讨。在这方面，国内外学者针对太阳能烟囱技术强化自然通风进行了大量实验研究、数值模拟和解析分析。2.1实验研究主要通过对太阳能烟囱结构进行优化设计，寻找能够达到最大通风量的最佳烟囱结构，以改善自然通风效果。Bouchair等人用电加热高1.95m、宽度可变的全尺度实验太阳能烟囱的前后壁，使其保持均一温度，并测试了烟囱内的通风量。实验表明，存在一个可以获得最大通风量的宽度与高度比。如果烟囱宽度过大，在通道中心存在空气回流现象。[2-3]Spencer等人在具有均匀热流量(一侧用电加热)的小尺度太阳能烟囱模型上进行了实验，其烟囱宽度与高度比变化范围为1∶15～2∶5，烟囱的倾斜角可变。实验表明，随着烟囱宽度的增大，通风量连续增大，但没有发现最佳的烟囱宽度。同时发现在相同结构尺寸下当倾斜角度为45°时，烟囱达到了最大通风量，比竖直烟囱的通风量要高出45%。[4]2.2数值模拟Gan等人应用三维CFD技术研究了影响Trombe墙体性能的参数，表明通风量随蓄热墙温度、高度、宽度、厚度以及太阳辐射照度而改变，且存在最佳烟囱宽度与高度比的观点。[5,6]Harris等人采用联合热网络技术的CFD模型研究了SC倾斜角、墙壁面发射率等因素对诱导通风量的影响。[7]2.3解析分析翟晓强等人通过对太阳能烟囱进行数值解析分析，得出增加太阳辐射强度以及太阳能烟囱长度的增加均可加强太阳能烟囱的自然通风效果，提高太阳能烟囱的通风效率。此外，随着环境温度的升高，太阳能烟囱的通风量将随之降低，但是，通风量的下降幅度较小，因此，在夏季炎热地区，太阳能烟囱仍可发挥积极的通风作用。[8]杨卫波等人通过对太阳能通风式屋顶进行数值解析分析，得出随屋顶倾角的逐渐增大，空气流量会增大，但当倾角大于60°后，基本上保持不变，且排热量会下降。这说明，为了获得较好的通风与排热效果，屋顶的倾角不宜过大，根据建筑设计可控制在30～60°。[9]Bansal等人的研究表明，带有辅助风塔的自然通风系统，在较低的风速下通风效果改善仍然很明显，当室外风速为1.0m/s、太阳辐射照度为700W/m2时，通风量从0.75kg/s增加到1.3kg/s。[10]3太阳能强化自然通风在建筑中的应用3.1应用实例澳大利业林茨省的Linz设计中心主要由玻璃包维着大面积的展览区域构成，建筑采用双层玻璃幕墙，类似于Trombe墙。新鲜空气从地板的小口和大厅四周的通风口进入，室内的热空气则由于热压作用被排至屋