集成气流几何结构的能量主动式窗户在提升热舒适性与节能潜力中的创新研究

本文系统评估了集成内部气流扰动元件（如方棒、圆棒和三角棒）的能量主动式窗户（EAW）系统的性能。通过CFD稳态模拟和EnergyPlus（采用Fanger PMV模型）分析，发现优化后的方棒配置（SA2）可将回风温度提升至39.04?°C、温差（ΔT）达16.06?°C，U值降至0.12?W/m2·K，较传统双层、三层及Low-E玻璃节能6-24%，并显著改善热舒适性（PMV值更接近0），为高温气候区建筑围护结构设计提供了创新解决方案。

　　

研究亮点

最佳备选方案：基于回风温度与热梯度（ΔT）的性能分析

模拟结果（图9a与9b）对比了所有几何配置（圆形、方形和三角形）的回风温度及进出风温差（ΔT = T_of ? T_if）。其中，方形棒配置SA₂（在出风槽内以0.1?m间距布置三根方棒）表现出最优的热性能，回风温度达39.04?°C，ΔT为16.04?°C，略优于三角形（TA₂）和圆形（CA₂）配置。这些设计通过增强湍流混合、延长空气滞留时间，显著提升了热交换效率。

结论

本研究通过将圆形、方形和三角形棒状元件集成至能量主动式窗户（EAW）的内部气流通道中，系统评估了其对能效与热舒适的提升效果。结果显示，方形棒配置（尤其是出风槽内间距0.1?m的三棒布局）在增强湍流、降低U值（至0.12?W/m²·K）及优化PMV指标方面表现突出，为高温地区建筑节能与室内环境调控提供了可靠技术路径。