多因素影響下輕質(zhì)建筑綜合熱惰性研究.pdf

1、建筑熱惰性的研究多停留在對圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的熱惰性指標(biāo)評價(jià)，使得一些重要的影響因素被忽略，不能適應(yīng)當(dāng)前研究和實(shí)踐的需要。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成部分如磚、水泥、保溫板、門窗等建筑材料用量多少對建筑熱惰性產(chǎn)生影響，但除了圍護(hù)結(jié)構(gòu)外，其他因素如室內(nèi)蓄熱體、室內(nèi)冷熱源、通風(fēng)換氣及人的行為等對建筑熱惰性的大小發(fā)揮了越來越重要的影響。特別是將建筑物作為一種綜合蓄熱體來研究建筑熱環(huán)境和建筑能耗的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，過去的熱惰性指標(biāo)顯然不能滿足研究要求。以復(fù)雜的、多因素交

2、互作用影響為條件，確定建筑綜合熱惰性的表征參數(shù)，對整體建筑綜合熱惰性的研究具有特殊的意義。本文主要從理論分析、實(shí)驗(yàn)測試和模型驗(yàn)證與分析四個(gè)方面對冬季輕質(zhì)建筑綜合熱惰性及其分項(xiàng)蓄熱體展開研究。
　　結(jié)合建筑傳熱過程和相似理論，研究得出模型與原型的實(shí)驗(yàn)相似比例，為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷暮侠硇蕴峁├碚撘罁?jù)，豐富了建筑模型理論的設(shè)計(jì)條件。在分析已有的經(jīng)典傳熱學(xué)理論、實(shí)驗(yàn)和模擬研究中得到本研究初步定制的熱惰性表征參數(shù)，分別從延遲時(shí)間、衰減系數(shù)和蓄熱平均

3、熱流密度三個(gè)角度分析建筑物綜合熱惰性分項(xiàng)。
　　利用相似比例搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對室外氣象變化、建筑本體及內(nèi)部各類蓄熱體組合變化、采暖運(yùn)行方式變化等引起的建筑綜合熱惰性的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。通過測試建筑綜合蓄熱體內(nèi)部溫度、建筑綜合蓄熱體內(nèi)外壁面溫度、建筑表面熱流密度、室內(nèi)溫度等參量的變化，研究了不同蓄熱體在內(nèi)外擾同時(shí)作用下的建筑綜合熱惰性。
　　借助 Matlab軟件編制程序?qū)ㄖC合熱惰性的響應(yīng)特性進(jìn)行模擬驗(yàn)證，以平壁傳熱理

4、論為基礎(chǔ)，構(gòu)建建筑綜合熱惰性的傳熱模型及其圖形用戶界面。根據(jù)不同非穩(wěn)態(tài)工況條件，分別對建筑各蓄熱體的實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，對比分析實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)的誤差，并利用 Bland-Altman方法對實(shí)驗(yàn)值和模擬值進(jìn)行一致性分析。
　　采用動(dòng)態(tài)溫度響應(yīng)(DTR)的無量綱分析，對建筑模型的蓄熱體組合形式、室外氣象條件、采暖運(yùn)行方式等進(jìn)行了動(dòng)態(tài)擬合分析，提出了DTR標(biāo)準(zhǔn)模型修正值的倒數(shù)作為建筑綜合熱惰性分項(xiàng)指標(biāo)的修正系數(shù)。剔除無關(guān)聯(lián)表征

5、參數(shù)，對修正系數(shù)中未包含的表征參數(shù)給出數(shù)學(xué)描述，提出建筑綜合熱惰性的均值表達(dá)形式和瞬時(shí)表達(dá)形式。
　　研究結(jié)果表明，初步制定研究建筑綜合熱惰性的表征參數(shù)不足以表達(dá)其動(dòng)態(tài)響應(yīng)的全過程，其需要更為全面的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)擬合分析；Matlab中模擬值和實(shí)驗(yàn)值之間具有比較好的一致性，驗(yàn)證了模型實(shí)驗(yàn)與原型實(shí)驗(yàn)的傳熱過程中相似理論的正確性；室外氣象條件變化、建筑本體及內(nèi)部各類蓄熱體組合變化、采暖運(yùn)行方式變化時(shí)對建筑綜合熱惰性的動(dòng)態(tài)響應(yīng)均可以用建筑