【摘要】：建筑熱惰性的研究多停留在對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的熱惰性指標(biāo)評(píng)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(duì)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(duì)建筑熱惰性的大小發(fā)揮了越來(lái)越重要的影響。特別是將建筑物作為一種綜合蓄熱體來(lái)研究建筑熱環(huán)境和建筑能耗的動(dòng)態(tài)響應(yīng),過(guò)去的熱惰性指標(biāo)顯然不能滿足研究要求。以復(fù)雜的、多因素交互作用影響為條件,確定建筑綜合熱惰性的表征參數(shù),對(duì)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(cè)試和模型驗(yàn)證與分析四個(gè)方面對(duì)冬季輕質(zhì)建筑綜合熱惰性及其分項(xiàng)蓄熱體展開(kāi)研究。結(jié)合建筑傳熱過(guò)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(duì)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(guò)測(cè)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(duì)建筑各蓄熱體的實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬,對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)的誤差,并利用Bland-Altman方法對(duì)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(wú)量綱分析,對(duì)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(wú)關(guān)聯(lián)表征參數(shù),對(duì)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(guò)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(guò)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(duì)建筑綜合熱惰性的動(dòng)態(tài)響應(yīng)均可以用建筑綜合熱惰性分項(xiàng)的修正系數(shù)來(lái)表達(dá)。最后,本文基于上述研究,提出了一個(gè)蓄熱體形式多樣的建筑綜合熱惰性的數(shù)學(xué)表達(dá),豐富了熱惰性的指標(biāo)定義,為今后采暖設(shè)計(jì)負(fù)荷與建筑綜合熱惰性相結(jié)合提供了方法和參考依據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU111

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本文編號(hào)：2304206