多因素影響下輕質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結構材料的熱惰性指標評價，使得一些重要的影響因素被忽略，不能適應當前研究和實踐的需要。建筑圍護結構組成部分如磚、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，但除了圍護結構外，其他因素如室內蓄熱體、室內冷熱源、通風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)境和建筑能耗的動態(tài)響應，過去的熱惰性指標顯然不能滿足研究要求。以復雜的、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、實驗測試和模型驗證與分析四個方面對冬季輕質建筑綜合熱惰性及其分項蓄熱體展開研究。
　　結合建筑傳熱過程和相似理論，研究得出模型與原型的實驗相似比例，為實驗模型的合理性提供理論依據(jù)，豐富了建筑模型理論的設計條件。在分析已有的經(jīng)典傳熱學理論、實驗和模擬研究中得到本研究初步定制的熱惰性表征參數(shù)，分別從延遲時間、衰減系數(shù)和蓄熱平均

3、熱流密度三個角度分析建筑物綜合熱惰性分項。
　　利用相似比例搭建實驗平臺，對室外氣象變化、建筑本體及內部各類蓄熱體組合變化、采暖運行方式變化等引起的建筑綜合熱惰性的動態(tài)響應進行了實驗研究。通過測試建筑綜合蓄熱體內部溫度、建筑綜合蓄熱體內外壁面溫度、建筑表面熱流密度、室內溫度等參量的變化，研究了不同蓄熱體在內外擾同時作用下的建筑綜合熱惰性。
　　借助 Matlab軟件編制程序對建筑綜合熱惰性的響應特性進行模擬驗證，以平壁傳熱理

4、論為基礎，構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驗測試數(shù)據(jù)進行模擬，對比分析實驗測試數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)的誤差，并利用 Bland-Altman方法對實驗值和模擬值進行一致性分析。
　　采用動態(tài)溫度響應(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、采暖運行方式等進行了動態(tài)擬合分析，提出了DTR標準模型修正值的倒數(shù)作為建筑綜合熱惰性分項指標的修正系數(shù)。剔除無關聯(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)學描述，提出建筑綜合熱惰性的均值表達形式和瞬時表達形式。
　　研究結果表明，初步制定研究建筑綜合熱惰性的表征參數(shù)不足以表達其動態(tài)響應的全過程，其需要更為全面的數(shù)據(jù)進行動態(tài)擬合分析；Matlab中模擬值和實驗值之間具有比較好的一致性，驗證了模型實驗與原型實驗的傳熱過程中相似理論的正確性；室外氣象條件變化、建筑本體及內部各類蓄熱體組合變化、采暖運行方式變化時對建筑綜合熱惰性的動態(tài)響應均可以用建筑