建筑墙体简化传热模型及触地结构传热计算方法研究

摘要

先进的建筑仿真技术为预测建筑及暖通空调系统在设计、试运行及运行管理过程中的能源和环境性能，测试和评价建筑能源管理和控制系统的控制策略和算法提供了简便而又廉价的工具。本文基于电路原理建立一种新的墙体围护结构传热优化仿真模型—热流网络模型(3R2C模型)，类似于电路模型，用此来模拟、分析多层墙体围护结构动态传热过程。首先，根据仿真热流网络模型用拉普拉斯变换推出墙体的传递矩阵；然后，计算传递矩阵的频率响应；最后，采用频域回归方法求出模型传递函数各次项的系数，进而通过一定的优化算法确定模型的各个热阻、热容参数，使通过模型建立的多项式s-传递函数与墙体瞬时传热的理论超越s-传递函数完全等价。在多项式s-传递函数基础上进一步计算围护结构的动态热特性参数。与其他方法比较，采用3R2C仿真模型方法计算围护结构的反应系数和导热Z传递函数更加简单、效率更高。 对寒冷地区的建筑物或者其它围护结构为轻型的建筑物，从地下传入室内的热量或者通过地下从室内传出的热量也是围护结构传热量的一个重要方面，甚至能占到围护结构总传热量的三分之一。在过去的二十年中，由于需要更精确的计算空调冷热负荷，使得触地围护结构不稳定传热成为研究的焦点。本文研究了与大地为地板式连接的建筑触地结构传热，用拉式变换法求出地面吸热的理论s-传递函数，进而求出其理论频率响应特性。用频域回归方法求出触地结构多项式s-传递函数，通过实例验证了多项式s-传递函数与理论传递函数的等价性，并计算出触地围护结构的反应系数、导热Z传递函数系数和地面瞬时热流，这就为更简单、高效地计算触地结构动态传热提供了一种新的思路。

目录

文摘

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第1章绪论

第2章基于系统辨识的围护结构非稳定传热计算方法

第3章多层平壁墙体传递矩阵及3R2C热流网络模型

第4章用FDR方法确定3R2C仿真模型及实例计算

第5章建筑触地围护结构动态传热问题的处理

第6章触地结构动态传热实例计算

结语

参考文献

附录A(攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录)

致谢