周期性雙波動(dòng)作用下圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱過程研究.pdf

1、近百年來，不同專家、學(xué)者對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱計(jì)算進(jìn)行了大量研究：從穩(wěn)態(tài)計(jì)算到非穩(wěn)態(tài)計(jì)算；從周期性作用下不穩(wěn)定計(jì)算到動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算，再到輻射時(shí)間序列法計(jì)算。計(jì)算方法越來越準(zhǔn)確，計(jì)算內(nèi)容越來越詳細(xì)。值得注意的是，在不斷改進(jìn)傳熱計(jì)算方法的同時(shí)，也不可忽視室外邊界條件的準(zhǔn)確性。準(zhǔn)確的室外氣象參數(shù)是建筑能耗精確計(jì)算和建筑熱環(huán)境準(zhǔn)確評(píng)價(jià)的必備條件。但是以往文獻(xiàn)提供的室外氣象參數(shù)要么是恒定值，要么是離散值，恒定值不能反映一天內(nèi)天氣變化情況，而用作數(shù)值計(jì)算的

2、離散值則輸入量大，且不能直接分析氣象參數(shù)的變化規(guī)律?；诖?，論文在擬合出室外氣象參數(shù)函數(shù)式的基礎(chǔ)上，根據(jù)周期性傳熱機(jī)理，研究了室外空氣溫度和太陽(yáng)輻射周期性雙波動(dòng)作用下，建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程。
　　 室外氣象參數(shù)的擬合。從國(guó)家氣象局提供的1976-2005年氣象數(shù)據(jù)中，找出典型氣象年，從中選取西安、西寧和銀川采暖季以及西安夏季，陰天、多云、少云和晴天四種天氣對(duì)應(yīng)的氣象數(shù)據(jù)，并將三個(gè)城市四種天氣下對(duì)應(yīng)的氣象數(shù)據(jù)在各自季節(jié)內(nèi)做平均

3、。然后，用Origin7.5商業(yè)軟件擬合出四種天氣下室外空氣溫度、法向直射輻射和水平散射輻射的連續(xù)函數(shù)。結(jié)果表明，擬合出的連續(xù)函數(shù)與原離散數(shù)據(jù)相關(guān)性較好，能反映室外空氣溫度、法向太陽(yáng)輻射和水平散射輻射的一般規(guī)律。
　　 采用諧波反應(yīng)法分析圍護(hù)結(jié)構(gòu)周期性傳熱特性。首先，對(duì)邊界條件分解，將擾量用．Fourier級(jí)數(shù)展開為一組以2π/T為基頻的正弦函數(shù)。其次，得出圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳遞矩陣，分別對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱微分方程中的時(shí)間變量和空間變量進(jìn)行

4、拉氏變換和逆變換，然后分別求解得到圍護(hù)結(jié)構(gòu)任意部位溫度和熱流變化與邊界狀態(tài)之間的關(guān)系式，并由這兩個(gè)關(guān)系式組成的方程組得出圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳遞矩陣。最后，計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)——波幅衰減倍數(shù)和時(shí)間延遲弧度，利用這兩個(gè)參數(shù)計(jì)算得到室外空氣溫度波和太陽(yáng)輻射擾量在圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面產(chǎn)生的波動(dòng)，然后將雙波疊加，得到內(nèi)壁面連續(xù)的溫度函數(shù)，進(jìn)而用對(duì)流換熱的方法計(jì)算出連續(xù)傳熱量。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)空氣溫度恒定，綜合溫度只考慮空氣溫度波和太陽(yáng)輻射波的條件下，論文用實(shí)

5、例證明；以雙波動(dòng)為室外條件和以綜合溫度為室外條件計(jì)算的圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度是一樣的，故同頻率不同相位的波可以直接相加，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的衰減延遲對(duì)此類波的疊加并無影響。同時(shí)證明，無論是冬季還是夏季，以雙波動(dòng)為室外條件法計(jì)算的圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的平均值和波幅都大于以空氣溫度為室外條件計(jì)算得到的，且波谷出現(xiàn)的時(shí)間相對(duì)較早。
　　 論文擬合的室外空氣溫度、法向直射輻射和水平散射輻射函數(shù)式，準(zhǔn)確度較高，能反映不同城市不同季節(jié)四種天氣下溫度和輻射變