多工况建筑墙体热湿耦合传递理论及应用研究

建筑墙体内部的湿累积、甚至结冰会显著降低其热工性能，认识其内部的热湿耦合传递规律是正确进行建筑能耗计算和墙体构造设计的基础，研究多工况建筑墙体的热湿耦合传递理论并应用于其热湿特性分析和热工性能优化设计具有十分重要的现实意义。基于多孔介质传热传质学、非平衡态热力学相关理论，建立非冻结和冻结工况的热湿耦合传递模型，研究理论模型的数值解法并编制求解的计算机程序，采用物理模型试验和数值模拟计算研究多工况建筑墙体内部的热湿耦合传递规律，构建多工况建筑墙体热湿耦合传递理论，研究热湿耦合传递效应对自然环境下建筑墙体热湿特性和能耗的影响，揭示不同工况建筑墙体内部的冻结状况、温湿度变化规律、内部冷凝风险以及热湿耦合传递对建筑能耗的影响规律，建立基于热湿耦合传递效应的建筑墙体热工性能优化模型，丰富和发展建筑墙体的热湿耦合传递理论，为建筑墙体的热湿特性分析和节能设计提供理论和技术支撑。

绿色建筑设备节能优化控制技术研究

在我国城市化快速发展进程中，建筑物能耗所占比重越来越大，能源与发展的矛盾日益突出。绿色建筑在实现其智能化、舒适化目标基础上，其较大的运行能耗问题已引起社会的广泛关注，绿色建筑节能研究成为节能研究的一个重要方向。建筑设备运行耗能占总能耗的60%左右，成为智能建筑主要的耗能对象。本文以绿色建筑中设备运行控制作为研究对象，结合工程实际，对设备运行节能进行研究。首先对空调系统、给排水系统、照明系统和电梯系统等设备子系统能耗组成进行分析，建立能耗分析模型，建立基于设备运行的节能技术框架，建立建筑设备系统节能目标体系，提出相应的节能措施；其中重点研究空调设备系统组成和运行能耗，包括冷源系统、水系统、空气处理系统、新风系统的能耗监测控制方式和内容，研究一种空调运行节能控制方法，对相应的空调系统节能运行控制模型和空调系统优化控制目标函数进行研究，提出系统运行控制节能策略。其次针对建筑设备运行节能控制的基础 —设备集成控制进行分析，包括设备集成控制的技术基础、通信协议、控制体系结构和控制内容。

卧室工位空调舒适性与节能性能的模拟与数值研究

随着经济发展与人们生活水平的提高，住宅应用空调的数量快速增长，空调的舒适性和节能性能越来越被重视。大部分暖通空调方面的学者以前更关注的是大型中央空调系统的舒适性和节能性能的研究工作，但住宅用空调的研究很少，而我们国家夏热冬冷地区和夏热冬暖地区住宅用空调的数量庞大，能耗也是相当巨大。课题选用工位空调的模式，利用工位空调的优势，对家用空调夜间睡眠状态进行模型研究与实验数据测试研究，来分析卧室应用空调过程中的舒适性和节能性能，以期找到合理的系统设计模式和安装使用方法，提高夜间睡眠舒适性，提高夜间空调系统能源利用效率。欧美和日本的暖通方面的学者以及我国同济大学和香港理工大学的相关学者对这个方向已经有了一些初步研究的成果。课题将参考国内外研究的情况，根据实际情况对卧室使用工位空调系统进行数学模型的建立，利用CFD软件模拟空调系统的流场并进行实验数据采集，分析舒适性与节能性能的情况，同时利用Energy Plus分析围护结构蓄热对空调使用的影响，对所有结果进行综合分析与研究，形成卧室工位空调设计的一套理论和依据。

考虑流固耦合效应的大跨度曲面屋盖风振响应研究

大跨度曲面屋盖结构近年来应用十分广泛，其结构一般自重轻，刚度较小，自振频率低，因而对风荷载的作用十分敏感，在风荷载作用下容易发生振动，反过来振动的屋盖会影响周围风场的分布从而影响其表面风压的分布，产生“流固耦合”效应。在风与屋盖相互作用同时产生一种附加的气动力，称为非定常气动力。在这种气动力的作用下可能会引起结构的空气动力失稳，造成屋盖结构的破坏。所以在大跨度曲面屋盖抗风设计中有必要考虑流固耦合效应对风振响应的影响。但是由于流固耦合问题研究的复杂性，目前国内外在这一领域的研究仍处于起步阶段。 本项目首先拟采用风洞试验方法获取作用于大跨度曲面屋盖由流固耦合效应产生的非定常气动力并探讨其特性；然后利用流体数值模拟（CFD）方法分析流固耦合效应的产生机理；最后基于风洞试验和数值模拟的结果分析确定流固耦合效应对大跨度曲面屋盖风振响应的作用，同时提出考虑风和屋盖相互作用影响的大跨曲面屋盖风振响应的计算方法。