珠三角地区被动蒸发遮阳百叶对建筑围护结构热工性能的影响

In Pearl River delta building energy consumption is bound to bring increased with the course of urbanization aggravating. It is urgent to propose new energy-saving measures for regional climate. The purpose of this research is to develop a new energy efficiency structure system of porous material by using the natural superiority of high rainfall and high temperatures. The main researches are as follows: 1. It will provide theoretical support for evaporative cooling system by establishing the mathematical model of the characteristic parameter. 2. We will study the influence of various environmental factors and characteristic parameters of porous material on the external wall heat transfer by are established the numeric modeling system of microclimate influence. 3. Applying the theory of heat transfer and building thermo Engineering and measured data, We will discuss the influence of building exterior wall materials and environmental factors on exterior heat transfer. The results of the research may contribute to the development of thermal protection capability in Pearl River delta. Further it may improve the indoor and outdoor thermal environment and reduce of the energy consumption of the building.

珠三角地区城市化进程的不断加快，加速了该地区建筑能耗的增长，迫切需要提出新的适宜本地区气候特点的建筑节能措施。本项目充分利用珠三角地区季风降水丰富，且高温期和多雨期重合的自然优势，将被动蒸发冷却技术和这一地区传统的遮阳措施结合起来，建立以多孔高吸水率材料作为遮阳百叶构件材料的外墙节能构造体系。本课题主要研究内容包括：1.建立常见多孔外墙材料特定蒸发过程特性参数的数学模型，为蒸发降温工程提供基础数据与理论支持。2.建立考虑微气候影响的被动蒸发遮阳百叶系统的数值模拟体系，研究各环境因素以及多孔材料特性参数对外墙传热的影响。3.建实验房实测对比，综合运用传热学和建筑热工学的相关理论进行系统分析和阐述，探讨建筑外表面被动蒸发材料以及各环境因素对外墙传热的作用机理。本项目的研究将有利于珠三角地区提高建筑维护结构自身防热能力，改善室内外热环境，降低建筑的能耗。

本项目研究分析了珠三角地区夏热冬暖、潮湿的气候特点，因地制宜的提出被动式节能技术，将蒸发降温建筑围护材料及构造的研究、被动通风节能技术的研究和环境适应性研究作为重点，目标明确的开展工作。.（1）建筑被动蒸发表皮模型研究。课题组设计了外墙和屋面两种场景进行研究分析，并根据实验结果模拟优化构造设计，得出了复合墙体对室外温度波的延迟和衰减效果，为外挂通风复合墙体在珠三角地区的应用提供了一定的依据。研究结合绿色植物蒸腾效果和被动通风节能技术，设计了绿化架空构造体系，测试架空层自然通风提高绿化种植盒的隔热效率及节能率。利用数值模型模拟，对被动蒸发复合构造的结构参数进行节能效果分析，优化设计遮阳百叶系统。.（2）被动蒸发材料调节环境温湿度效果应用性能评价和研究。设计的加速模拟堵塞过程的动态实验，该项实验研究能很好地弥补国内关于海绵城市应用效果评价的学术领域上的空白之处。.（3）淋水测试智能系统设计和安装，实现了实验场地室内外的测试系统的智能化运行，提高精度的同时能多工况动态实验测试。.2019年以本团队成员为核心，获国家级协同创新平台项目立项：“广州建筑节能与绿色建造技术协同创新中心”，2022年底顺利通过验收。本项目研究目标基本完成，并结合地区行业发展趋势，对项目成果产业化应用进行了探索。课题组和欧神诺陶瓷有限公司长期合作共同展开多尺度多孔材料的研发和性能研究，2018年公司内部立项研发“具有纳米介孔结构的环境自调节功能建筑陶瓷的研制与应用”，2020年该项目获省科学技术奖培育项目立项，2022年由负责人牵头的“纳米介孔遮阳百叶与建筑表皮微气候环境耦合机理与优化技术研究”项目获广州市教育局羊城学者项目立项获40万经费。项目组预期通过对项目技术成果和新产品进行宣传推介，利用欧神诺陶瓷分布全国销售点投放市场，相关系列产品预计三年内推向市场，实现年销售收入超过1000万元人民币，净利润超200万元人民币。