風(fēng)壓通風(fēng)辦公建筑內(nèi)溫度預(yù)測(cè)方法的模擬與實(shí)驗(yàn)

郭春梅，張于峰，郝 斌

(1. 天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300072；2. 天津城市建設(shè)學(xué)院能源與機(jī)械工程系，天津 300384；3. 天津泰達(dá)環(huán)保有限公司，天津 300350)

風(fēng)壓通風(fēng)辦公建筑內(nèi)溫度預(yù)測(cè)方法的模擬與實(shí)驗(yàn)

郭春梅1,2,3，張于峰1，郝 斌1

(1. 天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300072；2. 天津城市建設(shè)學(xué)院能源與機(jī)械工程系，天津 300384；3. 天津泰達(dá)環(huán)保有限公司，天津 300350)

采用天津地區(qū)典型年氣象參數(shù)、季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)向和平均風(fēng)速，綜合考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱、日射得熱和室內(nèi)熱源散熱，數(shù)值模擬了天津地區(qū)一棟辦公建筑過(guò)渡季節(jié)風(fēng)壓自然通風(fēng)下的室內(nèi)熱環(huán)境，得出室內(nèi)溫度與房間單位面積穩(wěn)態(tài)得熱量之間的線性關(guān)系曲線.通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試該建筑內(nèi)、外環(huán)境，發(fā)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果相比在線性上有所偏離，最大線性偏離度為 6.7%，對(duì)應(yīng)于相同的室內(nèi)溫度，單位面積得熱量值高于理論計(jì)算結(jié)果.最后分析了產(chǎn)生線性偏離和數(shù)值偏差的原因，論證了理論計(jì)算結(jié)果的可靠性.

自然通風(fēng)；風(fēng)壓；室內(nèi)溫度；得熱量

自然通風(fēng)是實(shí)現(xiàn)人類(lèi)與環(huán)境和諧共存的生態(tài)式室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)方式，既節(jié)能、環(huán)保，又可實(shí)現(xiàn)良好的室內(nèi)空氣品質(zhì).辦公建筑由于本身特點(diǎn)以及人為因素，許多在過(guò)渡季節(jié)就進(jìn)入空調(diào)期，能源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重.為了使建筑設(shè)計(jì)者、使用者妥善利用自然資源，為建筑通風(fēng)降溫，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究工作.我國(guó)學(xué)者楊柳等[1]、羅志文等[2]、張國(guó)強(qiáng)等[3]對(duì)位于我國(guó)嚴(yán)寒地區(qū)的烏魯木齊、寒冷地區(qū)的北京、夏熱冬冷地區(qū)的上海以及夏熱冬暖地區(qū)的廣州，以適應(yīng)性模型為基礎(chǔ)，分別進(jìn)行了自然通風(fēng)潛力評(píng)價(jià)和室內(nèi)熱舒適性研究.蘇醒等[4]在 Richard J Dear適應(yīng)性模型基礎(chǔ)上，提出了我國(guó)的適應(yīng)性熱舒適評(píng)價(jià)方法.Chen等[5]對(duì)我國(guó)北京地區(qū)住宅建筑在風(fēng)壓通風(fēng)下的降溫效果進(jìn)行了數(shù)值模擬.筆者在前人研究基礎(chǔ)上，針對(duì)天津地區(qū)一棟自然通風(fēng)綠色辦公建筑，采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)測(cè)試的方法，綜合考慮其室、內(nèi)外得熱，建立了風(fēng)壓通風(fēng)下室內(nèi)溫度與房間單位面積得熱量間的關(guān)系.

1 建筑背景

1.1 氣象條件

該建筑位于天津市濱海新區(qū)，屬于我國(guó)北方寒冷氣候地區(qū).春季多風(fēng)，干旱少雨，室外平均大氣壓力102 960,Pa，室外平均風(fēng)速2.5,m/s，風(fēng)向?yàn)槟?，風(fēng)與建筑物正面成 45°；秋季天高氣爽，大氣壓力102,960,Pa，室外平均風(fēng)速 2.0,m/s，風(fēng)向?yàn)槟夏蠔|，風(fēng)與建筑物正面成 68.5°，迎風(fēng)面外墻與風(fēng)向的夾角為68.5°和 22.5°[6].在過(guò)渡季節(jié)可以利用自然通風(fēng)為建筑降溫，減少空調(diào)能耗.

1.2 建筑結(jié)構(gòu)

建筑與南北方向成45°.建筑總高度9.2,m，從區(qū)域上劃分為外區(qū)、內(nèi)區(qū)和中廳 3部分，建筑平面布局如圖1所示.外區(qū)為辦公室，共2層，在2層沿內(nèi)側(cè)布置回廊；內(nèi)區(qū)1層，為會(huì)議室；中廳(圖1中橢圓形區(qū)域)主要為模型展區(qū)，從地面開(kāi)始，貫穿整個(gè)建筑，頂部開(kāi)設(shè)采光、透氣天窗.在中廳與內(nèi)區(qū)之間，通過(guò)帶頂部天窗的過(guò)廳連接起來(lái)，過(guò)廳頂部高度4.2,m.內(nèi)庭院也是在建筑內(nèi)部開(kāi)辟的灰色空間，通過(guò)內(nèi)庭院幕墻開(kāi)窗實(shí)現(xiàn)內(nèi)區(qū)與室外大氣連通，并可作為內(nèi)區(qū)空調(diào)機(jī)組新風(fēng)入口使用.整個(gè)建筑通過(guò)門(mén)窗、走廊、天窗、庭院等設(shè)置構(gòu)成了穿越式自然通風(fēng)的通道.

圖1 建筑平面示意Fig.1 Horizontal plan of building

1.3 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工條件

外墻采用外保溫體系，建筑結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)選用保溫材料和熱工性能如表 1所示.

表1 建筑結(jié)構(gòu)熱工性能Tab.1 Thermal performance of building envelope

2 數(shù)值計(jì)算與分析

自然通風(fēng)的關(guān)鍵在于室內(nèi)、外空氣之間存在的壓差.形成空氣壓差有兩種方式，即熱壓或風(fēng)壓[7].建筑自然通風(fēng)在無(wú)風(fēng)天氣下，由熱壓形成，而在有風(fēng)天氣下，是熱壓和風(fēng)壓共同作用的結(jié)果.

在有風(fēng)天氣下，風(fēng)壓作用在開(kāi)口上的壓力，在迎風(fēng)墻上為正值，在背風(fēng)墻上為負(fù)值，無(wú)論正負(fù)，均沿著開(kāi)口從上風(fēng)側(cè)至下風(fēng)側(cè)逐漸減小，在墻體的高度方向上無(wú)甚變化，所以，沿著同一開(kāi)口高度方向的壓差是熱壓差，與穿越式通風(fēng)風(fēng)壓相比，其數(shù)值極小[8].由于此建筑內(nèi)部沒(méi)有強(qiáng)熱源，同時(shí)處于過(guò)渡季節(jié)，外門(mén)、外窗、內(nèi)部的回廊、內(nèi)庭院、帶天窗的過(guò)廳和中廳間可以構(gòu)成風(fēng)壓穿越式通風(fēng)的回路，形成風(fēng)壓穿越式通風(fēng)的室內(nèi)熱環(huán)境，因此可以忽略熱壓的影響.

2.1 建筑外表面風(fēng)壓分布的數(shù)值計(jì)算

建筑物外表面風(fēng)壓的大小和分布是風(fēng)壓通風(fēng)數(shù)值模擬不可缺少的數(shù)據(jù)，采用Fluent商業(yè)軟件，K-ε雙方程模型，有限容積離散格式，固壁邊界采用壁面函數(shù)法，出口采用自然出流，地面粗糙度按照郊區(qū)處理.計(jì)算了在春季南向主導(dǎo)風(fēng)向和 2.5,m/s季節(jié)平均風(fēng)速下，建筑外表面風(fēng)壓分布規(guī)律，以作為室內(nèi)熱環(huán)境計(jì)算的開(kāi)口邊界條件，計(jì)算結(jié)果如圖 2所示.由圖2可知，風(fēng)自東南方向吹來(lái)，在建筑物東南角正壓最大，為+3,Pa，在西南迎風(fēng)墻上，過(guò)道將墻體分成兩段，每一段墻體自上風(fēng)側(cè)向下風(fēng)側(cè)風(fēng)壓逐漸降低，至最末端，風(fēng)壓降至 0,Pa.而東南側(cè)迎風(fēng)墻，墻體有兩處凹陷，將同一面外墻分成 5個(gè)壓力段，兩凹陷處為負(fù)壓，其值為-1,Pa，而其他 3處迎風(fēng)面風(fēng)壓從+3,Pa降至0,Pa.

圖2 建筑物迎風(fēng)面風(fēng)壓分布示意Fig.2 Wind-driven contour on windward walls

圖3為背風(fēng)墻風(fēng)壓分布云圖，與屋頂一樣均處于負(fù)壓區(qū)，在上風(fēng)側(cè)負(fù)壓值最大，向下風(fēng)側(cè)負(fù)壓逐漸降低，但負(fù)壓變化較迎風(fēng)墻小，其變化范圍自-2～0,Pa.

圖3 建筑物背風(fēng)面風(fēng)壓分布示意Fig.3 Wind-driven contour on leeward walls

2.2 室內(nèi)熱環(huán)境的數(shù)學(xué)模擬

2.2.1 物理模型

由于建筑形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，開(kāi)口很多，在計(jì)算中很難將建筑作為一個(gè)整體來(lái)計(jì)算它的內(nèi)部熱環(huán)境.所以，以建筑二樓西南側(cè)辦公房間為例，計(jì)算部分房間的內(nèi)部熱環(huán)境.該房間物理模型如圖 4所示，可以看到，外窗、門(mén)、通風(fēng)走廊形成了風(fēng)壓穿越式通風(fēng)的通道.

圖4 物理模型Fig.4 Physical model

2.2.2 數(shù)學(xué)模型

針對(duì)室內(nèi)的氣流流動(dòng)情況，對(duì)所給的物理模型做簡(jiǎn)化和假設(shè).

(1) 假設(shè)流動(dòng)空氣為不可壓縮氣體，穩(wěn)態(tài)流動(dòng).

(2) 假設(shè)室內(nèi)初始溫度與室外溫度相同，室內(nèi)氣流處于靜止?fàn)顟B(tài).

(3) 取入口湍流特征長(zhǎng)度為 16%[9]，入流空氣溫度為室外大氣溫度，溫度范圍20～30,℃.

(4) 人體在極輕工作狀態(tài)下的散熱量為 134,W/人[10]，電腦及其他辦公設(shè)備的散熱量為 316,W，兩者合成一個(gè)熱源塊，散熱量為450,W.

(5) 假設(shè)從窗戶(hù)進(jìn)入室內(nèi)日射得熱量均勻地分布在靠窗側(cè)的地板上，形成在地面上的面熱源.

(6) 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱按照穩(wěn)態(tài)傳熱處理，內(nèi)墻按絕熱處理.外墻和屋頂同時(shí)受到太陽(yáng)輻射和室外空氣溫度的熱作用，考慮太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的溫升，采用室外綜合溫度計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量.日照強(qiáng)度取自文獻(xiàn)[6]典型年氣象參數(shù).

式中：zt為室外綜合溫度，℃；wt為室外空氣計(jì)算溫度，℃；ρ′為圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收系數(shù)，取 0.75；J為圍護(hù)結(jié)構(gòu)外日間太陽(yáng)總輻射強(qiáng)度，W/m2；wα為維護(hù)結(jié)構(gòu)外表面換熱系數(shù)，取23,W/(m2·K).

其中，西南外墻日照強(qiáng)度取西向和南向的算術(shù)平均值，西北外墻日照強(qiáng)度取西向和北向的算術(shù)平均值，東南外墻日照強(qiáng)度取東向和南向的算術(shù)平均值，東北外墻日照強(qiáng)度取東向和北向的算術(shù)平均值.

在簡(jiǎn)化和假設(shè)的基礎(chǔ)上，數(shù)學(xué)模型[12]簡(jiǎn)化為

式(2)～式(7)中：u、v和ω分別為流體的速度矢量 U在 x、y、z 3個(gè)坐標(biāo)方向的速度分量；k、ε、ρ、p和λ分別表示空氣的湍能、湍流耗散率、密度、壓力、當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)；η為流體的運(yùn)動(dòng)黏度.方程組中系數(shù) c1、c2和2個(gè)常數(shù)σk、σε的取值為：c1＝1.44，c2＝1.92，σk＝1.0，σε＝1.3.

2.2.3 計(jì)算結(jié)果

根據(jù)數(shù)值計(jì)算結(jié)果，匯總成表 2.由表2可以看出，在穿越式通風(fēng)作用下，室內(nèi)平均風(fēng)速、平均風(fēng)壓和通風(fēng)量幾乎無(wú)甚變化，證明了熱壓通風(fēng)的作用相對(duì)風(fēng)壓來(lái)講很微弱.室內(nèi)溫度隨著得熱量的變化而變化，其關(guān)系曲線如圖 5所示.在計(jì)算中將室內(nèi)熱源散熱和太陽(yáng)輻射得熱均按照穩(wěn)態(tài)傳熱加以簡(jiǎn)化，忽略其熱輻射作用，此時(shí)室內(nèi)空氣與熱表面間處于對(duì)流換熱狀態(tài)，得熱量與溫度之間成理想的線性關(guān)系.

表2 室內(nèi)計(jì)算參數(shù)Tab.2 Indoor calculation parameters

圖5 室內(nèi)平均溫度與單位面積得熱量理論關(guān)系Fig.5 Theoretical relationship between indoor temperature and obtaining heat per unit area

3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試

為了驗(yàn)證分析結(jié)果，筆者于2009年4月13日～4月17 日，在工作時(shí)間內(nèi)(每日 9：00—17：00)，對(duì)該建筑周?chē)鷼庀髤?shù)和風(fēng)壓通風(fēng)環(huán)境室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行了逐時(shí)測(cè)試.測(cè)試期間完全依靠自然通風(fēng)換氣，門(mén)窗開(kāi)閉由室內(nèi)工作人員自行決定.建筑設(shè)內(nèi)、外窗簾，室內(nèi)淺色布質(zhì)窗簾由室內(nèi)工作人員自行控制，室外鋁合金電動(dòng)窗簾的開(kāi)閉取決于室外的日照程度.

3.1 室外環(huán)境測(cè)試

室外環(huán)境測(cè)試儀器為安裝于建筑周?chē)男⌒蜌庀笳?，可測(cè)試環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、日照強(qiáng)度，測(cè)試結(jié)果如表 3所示.在測(cè)試期間天氣變化豐富，充分體現(xiàn)了過(guò)渡季節(jié)天氣變化無(wú)常的特征.

從測(cè)試結(jié)果可以看出，4月13日這一天室外氣溫較高，天氣晴好，主導(dǎo)風(fēng)向南風(fēng)，平均風(fēng)速 3.0,m/s，且建筑大部分窗戶(hù)開(kāi)啟，處于風(fēng)壓穿越式通風(fēng)狀態(tài)，與數(shù)值模擬工況比較接近.所以取4月13日室內(nèi)、外條件計(jì)算得熱量與實(shí)測(cè)室內(nèi)溫度的曲線和數(shù)值計(jì)算結(jié)果做對(duì)比，研究風(fēng)壓通風(fēng)的降溫效果.

表3 測(cè)試期間室外環(huán)境數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)Tab.3 Tested parameters of outdoor environment

3.2 室內(nèi)環(huán)境測(cè)試

室內(nèi)環(huán)境測(cè)試儀器為安裝于空調(diào)末端上的溫、濕度和CO2濃度傳感器，如圖6所示.

圖6 室內(nèi)環(huán)境測(cè)試儀表Fig.6 Instruments for testing indoor environment

4月13日房間內(nèi)環(huán)境測(cè)試結(jié)果如表4所示.由于先期房屋的夜間蓄冷作用會(huì)造成早晨室內(nèi)溫度與負(fù)荷的偏差，在16：00時(shí)以后氣溫驟減，風(fēng)向變化，風(fēng)速升高，所以從11：00—15：00這5個(gè)整時(shí)刻計(jì)算.

表4 室內(nèi)環(huán)境測(cè)試參數(shù)Tab.4 Tested parameters of indoor environment

3.3 測(cè)試結(jié)果

影響房間得熱的主要參數(shù)室外溫度和日照來(lái)自小型氣象站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)(門(mén)窗、外墻和屋頂)以室內(nèi)溫度和室外綜合溫度溫差，按照穩(wěn)態(tài)傳熱計(jì)算.因?yàn)閷?shí)際通風(fēng)換氣量的不可測(cè)性，門(mén)窗按照關(guān)閉考慮，考慮日射得熱，室內(nèi)辦公設(shè)備、人員散熱量按照實(shí)際人員密度和辦公設(shè)備臺(tái)套數(shù)計(jì)算.根據(jù)計(jì)算結(jié)果生成房間室內(nèi)溫度與單位面積得熱量間的關(guān)系曲線，如圖7所示，按照線性擬合曲線，每個(gè)測(cè)試點(diǎn)在趨勢(shì)線上下有所偏離，最大偏離點(diǎn)的偏差為6.7%.

圖7 室內(nèi)溫度與房間單位面積得熱量實(shí)驗(yàn)關(guān)系Fig.7 Experimental relationship between indoor tempera-Fig.7 ture and obtaining heat per unit area

4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與理論計(jì)算結(jié)果的對(duì)比與分析

實(shí)驗(yàn)與理論計(jì)算中風(fēng)壓作用下的室內(nèi)溫度與得熱量均近似成線性關(guān)系，理論計(jì)算的線性度較好，實(shí)驗(yàn)測(cè)試中的數(shù)據(jù)點(diǎn)相對(duì)于趨勢(shì)線的偏離度大于理論計(jì)算，并且二者對(duì)于相同室內(nèi)溫度對(duì)應(yīng)的得熱量在數(shù)值上有所偏差.產(chǎn)生差別的原因主要有兩點(diǎn).

(1) 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與理論計(jì)算的線性偏差，是由于在風(fēng)壓通風(fēng)狀態(tài)下，理論計(jì)算中將室內(nèi)熱源散熱和太陽(yáng)輻射得熱均按照穩(wěn)態(tài)傳熱加以簡(jiǎn)化，忽略其熱輻射作用，此時(shí)室內(nèi)空氣與熱表面間處于對(duì)流換熱狀態(tài)，此時(shí)熱量與溫度間的關(guān)系符合線性關(guān)系，因此理論計(jì)算結(jié)果呈現(xiàn)出極好的線性分布.而實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，既存在著室內(nèi)熱源、壁面和太陽(yáng)輻射等的輻射熱的影響，并且室外氣象條件是時(shí)刻變化的，風(fēng)速和風(fēng)向不是固定值，導(dǎo)致了對(duì)流換熱系數(shù) a的波動(dòng)，所以測(cè)試中的數(shù)據(jù)點(diǎn)相對(duì)于趨勢(shì)線上下有所偏離.偏離程度的大小取決于影響a值的因素.

(2) 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與理論計(jì)算的數(shù)值偏差，主要是由于在理論計(jì)算過(guò)程中，房間得熱量扣除了由于開(kāi)窗通風(fēng)換氣而帶走的室內(nèi)熱量，而在實(shí)驗(yàn)測(cè)試計(jì)算結(jié)果中，是按照門(mén)窗關(guān)閉時(shí)空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算方法，不計(jì)算通風(fēng)換氣帶走的熱量.

5 結(jié) 論

(1) 綜合考慮天津地區(qū)一棟辦公建筑室外溫度、日照引起的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱和日射得熱以及室內(nèi)人員辦公設(shè)備散熱，在春季南向主導(dǎo)風(fēng)向和平均風(fēng)速為2.5,m/s情況下，得出了風(fēng)壓穿越式自然通風(fēng)建筑內(nèi)溫度與房間單位面積得熱量間的近似線性關(guān)系，可用于預(yù)測(cè)風(fēng)壓通風(fēng)建筑室內(nèi)溫度，配合熱舒適性評(píng)價(jià)方法指導(dǎo)建筑自然通風(fēng)設(shè)計(jì).

(2) 但是在理論計(jì)算中室內(nèi)熱源、壁面和太陽(yáng)輻射均按照穩(wěn)態(tài)傳熱加以簡(jiǎn)化，忽略其熱輻射作用，此時(shí)室內(nèi)空氣與熱表面間處于對(duì)流換熱狀態(tài)，熱量與溫度間的關(guān)系符合線性關(guān)系，致使理論計(jì)算結(jié)果呈現(xiàn)極好的線性，而實(shí)際情況下，由于室內(nèi)熱源、壁面和太陽(yáng)輻射的影響，室外風(fēng)速和風(fēng)向變化導(dǎo)致流換熱系數(shù)的變化，使得線性度有所偏離，最大偏離程度為 6.7%，屬于可接受的偏差范圍.

(3) 理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)測(cè)試曲線在數(shù)值上存在偏差，這是由于實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果沒(méi)有考慮通風(fēng)帶走的熱量所致，如果考慮通風(fēng)散熱，兩者在數(shù)值上是較為吻合的，證明了理論計(jì)算結(jié)果的可靠性，此方法可用于預(yù)測(cè)風(fēng)壓通風(fēng)室內(nèi)環(huán)境溫度.

［1］Yang Liu，Zhang Guoqiang，Li Yuguo. Investigation potential of natural driving forces for ventilation in four major cities in China[J].Building and Environment，2005，40(7)：739-746.

［2］Luo Zhiwen，Zhao Jianning，Gao Jun，et al. Estimating natural-ventilation potential consideration both thermal comfort and IAQ issues[J].Building and Environment，2007，42(6)：2289-2298.

［3］Zhang Guoqiang，Yin Wei，Yang Wei，et al. Natural ventilation potential model considering solution multiplicity，window opening percentage，air velocity and humidity in China[J].Building and Environment，2010，45(3)：338-344.

［4］Su Xing，Zhang Xu，Gao Jun. Evaluation method of natural ventilation system based on thermal comfort in China[J].Energy and Buildings，2009，41(1)：67-70.

［5］da Graca Carrilho G，Chen Q，Glicksman L R，et al.Simulation of wind-driven ventilating cooling systems for an apartment building in Beijing and Shanghai[J].Energy and Buildings，2002，34(1)：1-11.

［6］中國(guó)氣象局氣象信息中心氣象資料室，清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系. 中國(guó)建筑熱環(huán)境分析專(zhuān)用氣象數(shù)據(jù)集[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.

China Weather Bureau，Architecture Science Department of Tsinghua University.Special Weather Data for Analyzing Building Thermal Environment in China[M]. Beijing: Chinese Construction Industry Press，2005(in Chinese).

［7］孫一堅(jiān). 工業(yè)通風(fēng)[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1985.Sun Yijian.Industrial Ventilation[M]. Beijing：Chinese Construction Industry Press，1985(in Chinese).

［8］林憲德. 綠色建筑[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.Lin Xiande.Green Buildings[M]. Beijing：Chinese Construction Industry Press，2007(in Chinese).

［9］Taeyeon Kim，Doosam Song，Shinstuke Kato. Two-step optimal design method using genetic algorithms and CFD-coupled simulation for indoor thermal environments[J].Applied Thermal Engineering，2007，27(1)：3-11.

［10］路延魁. 空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 2版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1995.

Lu Yankui.Air Conditioning Design Handbook[M]. 2nd ed. Beijing：Chinese Construction Industry Press，1992(in Chinese).

［11］陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 2版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1992.

Lu Yaoqing.Heating and Air Conditioning Design Handbook[M]. 2nd ed. Beijing：Chinese Construction Industry Press，1992(in Chinese).

［12］陶文銓. 數(shù)值傳熱學(xué)[M]. 2版.西安：西安交通大學(xué)出版社，2001.

Tao Wenquan.Numerical Heat Transfer[M]. 2nd ed.Xi′an：Press of Xi′an Jiaotong University，2001(in Chinese).

Simulation and Experiment on Prediction Method of Indoor Temperature in Wind-Driven Office Building

GUO Chun-mei1,2,3，ZHANG Yu-feng1，HAO Bin1
(1. School of Environmental Science and Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072，China；2. Energy and Mechanic Engineering Department，Tianjin Institute of Urban Construction，Tianjin 300384，China；3. Tianjin Teda Environment Protection Company Limited，Tianjin 300350，China)

By adopting typical-year weather data，seasonal prominent wind direction，mean wind speed，and considering the influence of envelope heat conduction, solar radiation and inner heat source emission, indoor thermal environment of a wind-driven ventilation office building in Tianjin in transient season was numerically simulated. Furthermore, the linear relationship between indoor temperature and the steady-state obtaining heat of the building was established. For validating the simulation result, indoor and outdoor thermal environment was tested and the experimental relationship between indoor temperature and the steady-state obtaining heat of the building was obtained. The simulation result assumed good linear relationship, but the tested result had 6.7% deviation in the linearity and the obtaining heat per unit area was higher at the same indoor temperature than the calculated result. Finally, the reasons causing linearity and numerical deviation were analyzed and the reliability of theoretical results was demonstrated.

natural ventilation；wind-driven；indoor temperature；obtaining heat

TU834

A

0493-2137(2011)03-0227-06

2010-04-26；

2010-06-02.

建設(shè)部軟科學(xué)研究項(xiàng)目(2009-kb-13).

郭春梅（1971— ），女，博士，副教授.

郭春梅，guocm@126.com.