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徐州市商业地下停车场热湿环境研究
  • 论文价格:150
  • 用途:硕士毕业论文 Master Thesis
  • 编辑:若诗
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  • 论文字数:84590
  • 论文编号:el2021040219211122018
  • 日期:2021-04-05
  • 来源:上海论文网
本文是建筑学论文,本研究具体的研究工作结论如下:(1)冬季测试结果显示地下停车场内部的温度变化一定程度上和大气温度有着正相关,但是其温度整体偏高,且变化幅度较小,温度整体变化范围在1.3℃-13.7之间,地下停车场内部的温度变化很规律,基本在每日下午4点左右达到最高,在上午8点降到最低,和室外空气温度的极值出现的时间相比存在大约2个小时的滞后;湿度的浮动范围是28.8%-74.9%,不同研究对象内部的湿度变化趋势大致相仿,每个研究对象内部的湿度分布较为均匀。集中在35%-60%之间,湿度相对较低且变化稳定各研究对象之间差异较小;黑球温度和空气温度差值很小,十分接近;风速变化幅度较大,从静止无风到出入口附近最高可达到0.27m/s。在实测和热舒适性分析的基础上,对地下停车场的热湿环境提出被动式优化策略,通过CFD软件对停车场内部的热湿环境进行模拟分析,分析不同策略调节下地下停车场内部的温湿度和空气流速等的分布情况,从而验证策略的可行性,选择更为合理的气流组织形式。

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1绪论

 

本课题主要研究内容如下:(1)在徐州市选取三个比较有代表性的商业地下停车场作为本课题的研究对象,对三个停车场内部的空间形式有一定的了解以便后续的横向对比和研究。对其进行实测,获得能够反应建筑内部热湿环境的相关参数(包括空气温度、相对湿度、空气流速、黑球温度等)。另外对这三个停车场的使用者和其中的工作人员进行主观问卷调查,统计分析其热感觉满意情况。(2)在实测和调查获得的数据的基础上建立两种商业地下停车场内的人体热舒适模型并进行比较,分析其可靠性。得出热中性温度和可接受温度范围。(3)热湿环境和热舒适性研究具有很强的地域特点,徐州市是典型的寒冷地区,在文献研究中发现对于地下空间的热湿环境的各项研究中多为寒冷地区的研究,而寒冷地区的较为稀少,对于地下停车场这一目前广泛存在的地下空间,对其热湿环境基础研究更是少之甚少。而众多地下停车场中,商业地下停车场又比较特殊,其他地下车库例如住区的停车场,往往功能单一,使用人群简单,使用频次明确,基本只有早晚高峰期。而商业地下停车场往往规模较大,更为复杂。且使用人群面向大众,使用频率较高,处于繁华地带的商业停车场可能24小时处于使用高峰期。

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2商业地下停车场热环境相关理论和研究基础

 

2.1地下空间环境特点
岩石土壤材质在带来稳定的温度的同时,也伴随着大量的散湿,即使在工况良好的情况下地下建筑内部空间也会接收到来自于壁面和围护结构大量的水汽散发,一旦施工情况较差,甚至会导致地下水的泄露,造成更加严重的后果。高湿度是人类利用地下空间的一大难题和重点研究对象,需要预防围护结构出现结露,对人产生不良影响。良好的通风能够很好地将室内的潮湿空气带走,降低地下空间内部的相对湿度,但是不同于地面建筑中能够很好利用自然风,通过被动式设计来引入甚至放大其影响。在地下空间中,过于封闭的特性注定了自然通风的难度,对于不是很深的地下空间还可以利用天窗等适当调节,更深或者有上盖建筑的地下空间一般只能通过机械通风手段来调节。总结以上几点,不难发现地下建筑的热湿环境和地面建筑相比具有特殊性,温度恒定但是壁面辐射温度过低,通风性较差,导致整体湿度偏高。且这些问题会带来后续的微生物污染等问题。除此之外,对于人类追求室内环境的和自然环境相互交流的境界更是较难满足。所以地下空间的热环境特性需要进一步的研究,从而能找到合适的方法,从不同的角度出发对其进行调控,满足人体舒适性要求。

 

2.2地下停车场
全地下停车场将车辆集中于地下,保证了地上空间的完整性和空间的高品质,也可以最大程度地缓解地上的交通压力,故越来越受到欢迎。但是其室内较为封闭,空气质量较差,加上车辆排放的污染气体,存在一定的安全隐患和不适感。为保证空气品质,通风、采光等物理环境的调节往往采用主动式调节,能源消耗大且维护费用较高。而且全地下停车场的建造难度更大,一开始便需要大量的资金投入。一般我们提到地下停车场会包含全地下停车场和半地下停车场,而在车库设计规范中将地下车库定义为室内地坪低于室外地坪高度超过该层净高1/2的车库。显然半地下停车场不属于地下停车场的范畴,且二者的热湿情况显然完全不同,全地下停车场更具有地下空间的特点,在我的研究中,只涉及到全地下停车场。本文涉及到的停车场均是依附于商业建筑而建的附建式停车场,所谓附建式是区别于独立式,指与其他建筑物或构筑物结合建造,并共用或部分共用建筑主体结构与设备系统的车库。综合来看,本文的研究对象是与商业建筑结合构造的全地下车库。文中提到的地下停车场没有特别说明均在此范围之内。

 

3商业地下停车场热环境调查分析.....................................27
3.1测试前期准备...................................................27
3.2秋季测试.......................................................34
3.3冬季测试.......................................................48
3.4问卷调查.......................................................62
3.5本章小结.......................................................67
4商业地下停车场冬季热舒适性分析...................................69
4.1概述...........................................................69
4.2相关参数计算...................................................70
4.3舒适度模型建立.................................................72
4.4本章小结.......................................................76
5商业地下停车场热环境模拟分析.....................................77
5.1地下停车场机械通风.............................................77
5.2地下停车场热环境设计策略.......................................78
5.3模拟前期工作...................................................82
5.4模型的建立.....................................................83
5.5模拟结果与分析.................................................88

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5商业地下停车场热环境模拟分析

 

5.1地下停车场机械通风
地下停车场的传统风管通风系统由送风和排风两套装置来构成,设计中要注意送风口和排风口的位置,以及保证排风量大于送风量从而防止倒流,目前民用建筑供暖通风与空气调节设计规范中对其风管的设计和换风次数等都有详细的规定和要求。但其存在一定的缺点:首先是风管运行费用较高且耗能巨大;系统运行时在封闭的地下空间造成噪声污染;此外风管尤其是其主管道截面积较大,占用大量空间,一方面造成空间逼仄,使人有被压迫感,另一方面结构上增加层高,增加造价;复杂的管道给后续的维护和清洁带来了相应的问题。对于地下建筑而言,设置通风竖井或者附属风道竖井能够有效利用热压通风,当然,竖井的高度和室内外的温度差都对通风效果有很大的影响。风压与热压共同作用的自然通风实际情况中,风压与热压都是伴随发生的,共同作用来实现自然通风。尤其是地下建筑中,可能需要风压与热压共同驱动下形成的自然通风。另一方面,商业地下停车场中往往有大量的工作人员,包括设备的维护人员、保洁人员或者其他的管理人员,他们对于室内的热湿环境有一定的要求。而且从顾客的角度出发,商业地下停车场的设计和商业的整体环境挂钩,可能影响到消费行为。
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5.2地下停车场热环境设计策略
机械通风是地下停车场必不可少的部分,但是经过实测发现,目前的机械通风依照规范中的通风量要求进行设置,并不能满足人体的热舒适度需求,且存在能耗大等一些问题。作为人类生存和发展的重要基础物质,能源的节约和提高利用效率对人类可持续发展起到极其重要的作用。在地下停车场中主要能耗来自于通风和采光,所以从节能的角度出发,实现地下停车场自然通风和采光设计意义重大。现在,越来越多的相关从业者开始重新审视自然通风和自然采光技术,力求在尽可能节约能源的前提下,保持良好的室内空气品质。本文不涉及采光问题的研究,那么通过一系列的设计策略,将自然通风和机械通风结合起来,就达到既节能又环保的目的。不同于单纯由于空气速度形成的压力差,温度变化引起了空气密度不同,不同密度的空气在垂直方向发生运动形成了热压作用。接近地面的空气温度升高之后密度变小不断向上运动,使得地表附近形成了负值压力,这样,周围温度较低的高密度空气不断补充进来继续循环这个过程。从这个过程不难发现同风压作用相比,热压通风更适合用来解决竖向的通风问题,正如我们一般提到的“烟囱效应”便是热压通风效应。
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6结论与展望
并且在三个研究对象中采用调查问卷的方式进行了热舒适满意度调查,结合二者获得的数据对徐州市商业地下停车场进行热舒适性分析,得到热舒适模型和热中性温度等。最后选取其中一个研究对象金鹰购物中心的地下停车场,利用Airpak软件建立模型,对其热湿环境现状进行模拟并验证模型可行性。在此基础上,改变通风方式对其夏季和冬季的热湿环境进行模拟,探讨地下停车场内自然通风的可行性。最后提出商业地下停车场的一些针对性设计策略。(2)通过问卷调查的方法在其中发放300份回收276份有效问卷,并对结果进行了整理分析。分别对于三个研究对象内部的热感觉、干湿感觉、吹风感、和整体的热舒适进行了统计和对照,单个参数的满意度中吹风感的最低,温度次之,而湿度由于大部分人对其感知并不敏感,所以满意度较高。三个研究对象的整体热满意度分别是72%、62%和74%,意味着其中的热湿环境需要进一步的改善和调整。(3)以线性回归进行拟合分别建立了徐州市商业地下停车场的冬季PMV模型和MTS模型,分别得到热中性温度和可接受温度范围
参考文献(略)