利用相变材料缓解通风瓦片屋顶的太阳得热

摘要： 目前已知有几种被动式降温设计技术可减少夏季通过建筑围护结构的太阳得热。这些技术包括近年来备受关注的相变材料（PCM）应用，以及增加通风屋顶中顶板通风（ASV）的策略。然而，鲜少有研究将这两种技术结合以最大化建筑在炎热季节的韧性。本文通过两种不同配置对通风屋顶中设置PCM层的效果进行数值分析：第一种是将PCM层铺设在屋面板上（PCM1工况），第二种是将PCM层悬浮于ASV通道中部（PCM2工况）。研究采用计算流体动力学模型，模拟夏季极端高温低风速条件下持续三天期间建筑围护结构周围及内部的气流与传热过程。结果表明：虽然各屋面层的平均温度差异较小，但PCM1工况下屋面板的温度波动幅度不足基准工况的一半；不过PCM2配置较基准工况实现了约10 Wh/m2（18%）的日建筑能耗降低，而PCM1仅因夜间通风不足获得4%的节能效果。因此从能效角度看，悬浮于ASV通道中的PCM层比铺设于屋面板表面更具优势，尽管后者能显著降低保温层的热应力。