| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第13-23页 |
| 1.1 研究背景 | 第13-14页 |
| 1.1.1 低能耗建筑设计 | 第13页 |
| 1.1.2 建筑设计对光热环境影响 | 第13-14页 |
| 1.2 研究目的及意义 | 第14-16页 |
| 1.2.1 研究目的 | 第14页 |
| 1.2.2 研究意义 | 第14-16页 |
| 1.3 研究问题 | 第16-17页 |
| 1.4 研究内容 | 第17-18页 |
| 1.5 研究路径 | 第18-22页 |
| 1.5.1 设计试验分组 | 第20页 |
| 1.5.2 计算机模拟 | 第20页 |
| 1.5.3 实验验证 | 第20-21页 |
| 1.5.4 文献阅读 | 第21-22页 |
| 1.6 论文结构框架 | 第22-23页 |
| 2 本课题相关研究文献综述 | 第23-55页 |
| 2.1 论计算模型 | 第23-33页 |
| 2.1.1 天然采光模型 | 第23-26页 |
| 2.1.1.1 天空模型 | 第23-24页 |
| 2.1.1.2 天然采光计算 | 第24-26页 |
| 2.1.2 传热模型 | 第26-29页 |
| 2.1.2.1 墙体传热计算 | 第26-27页 |
| 2.1.2.2 窗体传热计算 | 第27-29页 |
| 2.1.3 自然通风模型 | 第29-33页 |
| 2.1.3.1 计算流体力学模型 | 第29-30页 |
| 2.1.3.2 空气流动模型 | 第30-33页 |
| 2.2 计算机模拟技术 | 第33-44页 |
| 2.2.1 采光、传热、自然通风模拟 | 第33-36页 |
| 2.2.1.1 天然采光模拟 | 第33-34页 |
| 2.2.1.2 传热模拟 | 第34-35页 |
| 2.2.1.3 自然通风模拟 | 第35-36页 |
| 2.2.2 采光模型(软件)与能耗软件耦合模拟 | 第36-39页 |
| 2.2.2.1 Randiance软件与能耗软件耦合模拟 | 第36-37页 |
| 2.2.2.2 采光系数模型与能耗软件耦合模拟 | 第37-39页 |
| 2.2.3 通风模型(软件)与能耗软件耦合模拟 | 第39-44页 |
| 2.2.3.1 Network模型与能耗软件耦合模拟 | 第39-42页 |
| 2.2.3.2 CFD软件与能耗软件耦合模拟 | 第42-44页 |
| 2.3 立面开口控制研究 | 第44-54页 |
| 2.3.1 光热环境控制研究 | 第44-49页 |
| 2.3.1.1 光环境控制研究 | 第44-45页 |
| 2.3.1.2 围护结构传热控制研究 | 第45-47页 |
| 2.3.1.3 通风控制研究 | 第47-49页 |
| 2.3.2 多角度控制研究 | 第49-51页 |
| 2.3.3 光热综合控制研究 | 第51-52页 |
| 2.3.3.1 天然采光的节能潜力研究 | 第51-52页 |
| 2.3.3.2 自然通风的节能及热舒适性研究 | 第52页 |
| 2.3.4 预测模型研究 | 第52-54页 |
| 2.3.4.1 外围护结构能耗预测模型研究 | 第52-53页 |
| 2.3.4.2 天然采光节能预测模型研究 | 第53-54页 |
| 2.3.4.3 室内光环境预测模型研究 | 第54页 |
| 2.4 本章小结 | 第54-55页 |
| 3 建立综合分析模型 | 第55-81页 |
| 3.1 立面开口设计影响因素 | 第55-61页 |
| 3.1.1 模型性能要求 | 第55-56页 |
| 3.1.2 自然通风的设计影响因素 | 第56-59页 |
| 3.1.2.1 风压系数 | 第56-57页 |
| 3.1.2.2 内表面换热系数 | 第57-58页 |
| 3.1.2.3 温度场分布 | 第58-59页 |
| 3.1.3 天然采光的设计影响因素 | 第59页 |
| 3.1.4 设计试验分组 | 第59-61页 |
| 3.1.4.1 几何形态 | 第59-60页 |
| 3.1.4.2 材料构造 | 第60-61页 |
| 3.1.4.3 室内设备及人员 | 第61页 |
| 3.2 天然采光模型分析 | 第61-65页 |
| 3.2.1 模拟方法 | 第61-63页 |
| 3.2.1.1 计算模型 | 第61-62页 |
| 3.2.1.2 模拟参数设定 | 第62-63页 |
| 3.2.2 模拟结果分析 | 第63-65页 |
| 3.3 自然通风模型分析 | 第65-73页 |
| 3.3.1 模拟方法 | 第66-69页 |
| 3.3.1.1 计算模型 | 第66-67页 |
| 3.3.1.2 模拟参数设定 | 第67-69页 |
| 3.3.2 模拟结果分析 | 第69-72页 |
| 3.3.3 CFD软件与能耗软件耦合计算 | 第72-73页 |
| 3.4 风压系数的CFD模拟 | 第73-77页 |
| 3.4.1 CFD模型性能分析 | 第73-76页 |
| 3.4.2 风压系数的CFD模拟 | 第76-77页 |
| 3.5 模型求解软件 | 第77-78页 |
| 3.5.1 能耗计算软件 | 第77-78页 |
| 3.5.2 CFD软件 | 第78页 |
| 3.6 本章小结 | 第78-81页 |
| 4 建立操作平台 | 第81-115页 |
| 4.1 建筑形体及边界条件数据处理模块 | 第82-91页 |
| 4.1.1 mpr数据结构及存储读取程序 | 第82-85页 |
| 4.1.1.1 mpr数据结构 | 第82页 |
| 4.1.1.2 mpr数据文件的存储与读取程序 | 第82-85页 |
| 4.1.2 建筑围护结构形体及边界条件数据建立模块 | 第85-91页 |
| 4.1.2.1 墙体数据建立程序 | 第85-87页 |
| 4.1.2.2 热工区域及屋顶、地面数据建立程序 | 第87页 |
| 4.1.2.3 门、窗及遮挡物数据建立程序 | 第87-91页 |
| 4.2 模拟软件数据结构及参数处理模块 | 第91-106页 |
| 4.2.1 Airpak数据结构及参数处理模块 | 第91-95页 |
| 4.2.1.1 块模型建立程序 | 第92-94页 |
| 4.2.1.2 墙体模型建立程序 | 第94-95页 |
| 4.2.2 Energyplus数据结构及参数处理模块 | 第95-103页 |
| 4.2.2.1 环境常量参数 | 第98-99页 |
| 4.2.2.2 围护结构参数 | 第99-100页 |
| 4.2.2.3 采光通风控制模块参数 | 第100-102页 |
| 4.2.2.4 计算执行批处理程序 | 第102-103页 |
| 4.2.3 Airpak-Energyplus数据交换处理模块 | 第103-106页 |
| 4.2.3.1 前处理程序 | 第104-105页 |
| 4.2.3.2 后处理程序 | 第105-106页 |
| 4.3 模拟结果数据分析及可视化程序 | 第106-110页 |
| 4.3.1 立面形式生成程序 | 第107-109页 |
| 4.3.2 模拟结果数据分析程序 | 第109-110页 |
| 4.3.3 数据输出程序 | 第110页 |
| 4.4 模拟控制操作界面 | 第110-114页 |
| 4.4.1 互动式建模控制界面 | 第110-113页 |
| 4.4.2 模拟结果数据分析及可视化界面 | 第113-114页 |
| 4.5 本章小结 | 第114-115页 |
| 5 综合分析模型的可靠性验证 | 第115-151页 |
| 5.1 CFD模拟风压系数准确性分析 | 第115-126页 |
| 5.1.1 CFD计算模型建立 | 第115-120页 |
| 5.1.1.1 计算区域及边界条件设定 | 第115-118页 |
| 5.1.1.2 计算湍流模型选择 | 第118-119页 |
| 5.1.1.3 计算网格划分方式 | 第119页 |
| 5.1.1.4 收敛计算控制 | 第119-120页 |
| 5.1.2 模拟结果分析 | 第120-126页 |
| 5.1.2.1 网格分辨率分析 | 第120-121页 |
| 5.1.2.2 网格形态控制分析 | 第121-124页 |
| 5.1.2.3 湍流模型及网格划分方式分析 | 第124-126页 |
| 5.2 CFD模拟与Energyplus默认风压系数对比验证 | 第126-135页 |
| 5.2.1 Energyplus计算模型建立 | 第126-130页 |
| 5.2.1.1 建筑几何模型 | 第126-128页 |
| 5.2.1.2 围护结构材料及构造 | 第128页 |
| 5.2.1.3 室内热扰 | 第128-129页 |
| 5.2.1.4 暖通空调系统 | 第129-130页 |
| 5.2.2 气象参数 | 第130页 |
| 5.2.3 模拟结果分析 | 第130-135页 |
| 5.2.3.1 面积变化 | 第130-132页 |
| 5.2.3.2 水平方向变化 | 第132-133页 |
| 5.2.3.3 垂直方向变化 | 第133-135页 |
| 5.3 实测验证 | 第135-150页 |
| 5.3.1 实验目标设定 | 第135页 |
| 5.3.2 实验装置及测试仪器 | 第135-140页 |
| 5.3.2.1 实验装置设计及建造 | 第135-138页 |
| 5.3.2.2 实验装置的气密性及传热性能检测 | 第138页 |
| 5.3.2.3 实验测点布置 | 第138-139页 |
| 5.3.2.4 实验仪器及器材 | 第139-140页 |
| 5.3.3 试验方法及有效性验证 | 第140-145页 |
| 5.3.3.1 实验方法 | 第140-143页 |
| 5.3.3.2 实验方法的有效性验证 | 第143-145页 |
| 5.3.4 设计试验及误差分析 | 第145-147页 |
| 5.3.5 模拟参数设定 | 第147-148页 |
| 5.3.6 实验结果分析 | 第148-150页 |
| 5.3.6.1 面积变化 | 第148页 |
| 5.3.6.2 垂直位置变化 | 第148-149页 |
| 5.3.6.3 水平位置变化 | 第149-150页 |
| 5.4 本章小结 | 第150-151页 |
| 6 综合效能实证 | 第151-179页 |
| 6.1 开口面积变化影响 | 第151-160页 |
| 6.1.1 设计形式变化分组 | 第151-154页 |
| 6.1.2 模拟结果分析 | 第154-160页 |
| 6.1.2.1 变化形式一(A1) | 第154-158页 |
| 6.1.2.2 变化形式二(A2) | 第158-160页 |
| 6.2 开口水平位置移动影响 | 第160-164页 |
| 6.2.1 设计形式变化分组 | 第160-161页 |
| 6.2.2 模拟结果 | 第161-164页 |
| 6.2.2.1 变化形式一(B1) | 第161-163页 |
| 6.2.2.2 变化形式二(B2) | 第163-164页 |
| 6.3 开口垂直位置移动影响 | 第164-171页 |
| 6.3.1 设计形式变化分组 | 第164-165页 |
| 6.3.2 模拟结果 | 第165-171页 |
| 6.3.2.1 变化形式一(C1) | 第165-170页 |
| 6.3.2.2 变化形式二(C2) | 第170-171页 |
| 6.4 建筑自遮挡影响 | 第171-178页 |
| 6.4.1 设计形式变化分组 | 第171-173页 |
| 6.4.2 模拟结果分析 | 第173-178页 |
| 6.4.2.1 西侧单侧遮挡 | 第173-174页 |
| 6.4.2.2 东侧单侧遮挡 | 第174-176页 |
| 6.4.2.3 东西两侧遮挡 | 第176-178页 |
| 6.5 本章小结 | 第178-179页 |
| 7 结论及讨论 | 第179-187页 |
| 7.1 理论分析模型的可行性 | 第179-180页 |
| 7.2 全环境自动分析软件的建立 | 第180-181页 |
| 7.3 综合效能分析 | 第181-183页 |
| 7.4 讨论 | 第183-187页 |
| 参考文献 | 第187-207页 |
| 图表索引 | 第207-213页 |
| 致谢 | 第213-215页 |
| 附录 | 第215-325页 |
| 附录一 名词符号解释 | 第215-219页 |
| 附录二 不同开口位置的室内风速流场分布影像图 | 第219-225页 |
| 附录三 开口形式与风压数据关联图 | 第225-229页 |
| 附录四 试验装置构造详图 | 第229-233页 |
| 附录五 立面开口形式关联性指标系统 | 第233-261页 |
| 附录六 论文中相关程序代码 | 第261-325页 |
| 附1.1 mpr文件读取及存储程序 | 第261-268页 |
| 附1.2 建筑围护结构建立程序 | 第268-289页 |
| 附1.2.1 墙体建立程序 | 第268-275页 |
| 附1.2.2 窗体建立程序 | 第275-284页 |
| 附1.2.3 门建立程序 | 第284-285页 |
| 附1.2.4 遮阳构建建立程序 | 第285-287页 |
| 附1.2.5 热工分区及地面屋顶建立程序 | 第287-289页 |
| 附1.3 Energyplus模型建立程序 | 第289-304页 |
| 附1.4 Airpak(CFD)模型建立程序 | 第304-312页 |
| 附1.5 Airpak—Energyplus数据交换程序 | 第312-316页 |
| 附1.6 立面形式分析及数据可视化自动生成程序 | 第316-325页 |
| 附1.6.1 立面形态生成程序 | 第316-321页 |
| 附1.6.2 模拟结果数据处理程序 | 第321-325页 |
