本文選題：建筑墻體　切入點：熱物性　出處：《清華大學》2013年碩士論文

【摘要】：建筑墻體的熱特性是影響建筑能耗的重要因素，，因此遴選或研發(fā)合適的墻體對于建筑節(jié)能意義重大。傳統(tǒng)研究一般針對常物性墻體，通過試算方法來確定墻體最優(yōu)熱物性，計算工作量大，且有限次試算很難獲得最優(yōu)的熱物性；不僅如此，對變物性墻體，該方法更是捉襟見肘，無法獲得最優(yōu)熱物性。針對以上問題本論文開展了研究，主要學術貢獻為： （1）提出了一種確定被動式建筑墻體非常物性理想導熱系數(shù)的反問題方法。該方法在已知建筑熱性能要求的前提下可反求出建筑墻體理想導熱系數(shù)。案例分析表明，北京地區(qū)一被動式建筑外墻理想導熱系數(shù)接近方波函數(shù)，優(yōu)化后室內(nèi)全年綜合不舒適度時數(shù)可降低64.3%。該方法為建筑材料設計者指出了方向，同時為建筑節(jié)能工程師遴選建筑材料提供了指導。 （2）為解決傳統(tǒng)熱力學方法在建筑墻體熱物性優(yōu)化分析中的不足，提出了一種火積耗散阻抗方法。熵產(chǎn)是熱功轉化過程中不可逆損失的量度，不適合本問題中熱量傳遞過程的優(yōu)化分析（建筑外墻理想熱物性與外墻傳熱過程中熵產(chǎn)極值不對應）。另外，前人基于火積耗散定義了熱阻，但沒有考慮熱容的影響，故也不適合非穩(wěn)態(tài)傳熱問題的優(yōu)化�；诖�，考慮熱容影響，本文基于火積耗散定義了非穩(wěn)態(tài)傳熱過程中的阻抗，基此可得到熱流與火積耗散的關系，為優(yōu)化墻體熱物性提供了一個新的優(yōu)化參數(shù)，分析表明主動及被動式建筑外墻理想熱物性對應于外墻傳熱過程中火積耗散極值。 （3）采用阻抗方法解析求解了建筑墻體理想熱物性。由于非穩(wěn)態(tài)傳熱中難以建立起通過墻體進入室內(nèi)的熱量與其它相關變量的關系，故利用反問題方法無法解析求得建筑墻體理想熱物性。阻抗方法解決了這一問題。該方法以阻抗極值作為優(yōu)化目標，結合相應約束條件，利用變分法獲得用于確定主動及被動式建筑外墻理想熱物性的優(yōu)化準則�；吮疚脑O計了優(yōu)化算法以獲得建筑外墻理想熱物性。對前述北京地區(qū)被動式建筑外墻熱物性優(yōu)化發(fā)現(xiàn)阻抗方法得到結果與反問題方法基本一致，但其精度與速度要優(yōu)于反問題方法。阻抗方法為建筑墻體熱物性設計提供了指導準則。
[Abstract]:The thermal characteristics of building wall is an important factor affecting the energy consumption of the building, so the selection or development suitable for the construction of energy-saving wall is of great significance. The traditional research for constant property wall, through the calculation method to determine the optimal wall thermal properties, thermal calculation workload, and limited time trial is difficult to obtain the optimal; not only so, the propertyvariable wall, the method is stretched, unable to obtain optimal heat. In view of the above problems, this paper carried out the research, the main academic contribution:
(1) proposed a method of inverse problem of determining the thermal conductivity of building wall is a very passive ideal. This method can reverse the thermal conductivity of building wall in the ideal building thermal performance requirement is known. The case analysis shows that the Beijing area of a passive building exterior wall thermal conductivity is close to the ideal square wave function, optimized indoor don't comfort when the number of 64.3%. can be reduced and the method of building materials designers pointed out the direction, and provides guidance for building energy engineers selection of building materials.
(2) in order to solve the traditional thermodynamic method in the construction of the wall thermal optimization problem analysis, put forward a kind of entransy dissipation impedance method. Entropy is a measure of the irreversible loss of power transformation in the process of analysis, this problem is not suitable for the optimization of heat transfer process (extreme thermal entropy not producing exterior ideal and the exterior building heat transfer process should be). In addition, based on the previous definition of entransy dissipation thermal resistance, but did not consider the influence of heat capacity, so the optimization is not suitable for transient heat transfer problems. Based on this, this paper consider the effect of heat capacity, entransy dissipation defined impedance based on the unsteady heat transfer process, this can be relationship between heat flux and entransy dissipation, provides a new parameter optimization to optimize the thermal wall, analysis shows that the active and passive building exterior wall thermal transfer process corresponding to the ideal wall. The entransy dissipation extremum
(3) the impedance method is solved analytically. The ideal building wall thermal properties due to unsteady heat transfer in difficult to build into the room through the wall heat and other relevant variables, so the inverse problem cannot be resolved by building wall thermal impedance. The ideal method to solve this problem. In this method, impedance minimum as the optimization goal, combined with the corresponding constraints, using the variational method for the optimization criterion of active and passive building exterior wall thermal ideal is determined. This paper based optimization algorithm is designed to obtain the exterior heat. The ideal Beijing building exterior wall thermal properties of passive optimization results and anti impedance method the problem of methods are basically the same, but its precision and speed is superior to the method of inverse problem. The impedance method for building wall thermal design provide guidelines.

【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TU111.4

【共引文獻】

相關期刊論文 前10條

1 李麗莎;閆全英;;相變圍護結構的研究及發(fā)展[J];材料導報;2010年S2期

2 田力勻;孫麗麗;劉海龍;劉海枝;袁月明;;相變材料的研究進展及其在北方豬舍中的應用[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2013年04期

3 吳晶;;輻射對流耦合換熱過程性能優(yōu)化準則分析[J];工程熱物理學報;2013年10期

4 楊鳳葉;劉敏珊;劉彤;趙鵬飛;;基于煅耗散最小的超臨界二氧化碳傳熱優(yōu)化研究[J];工程熱物理學報;2014年01期

5 賈暉;劉偉;劉志春;;傳熱效率——強化傳熱的新評價指標[J];工程熱物理學報;2014年02期

6 馮輝君;陳林根;謝志輝;孫豐瑞;;微、納米尺度下基于構形理論的樹狀圓盤整體導熱性能優(yōu)化[J];工程熱物理學報;2014年03期

7 王雯翡;王昭俊;;夜間通風相變復合墻體動態(tài)傳熱模擬[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2011年04期

8 馬保國;蹇守衛(wèi);金磊;穆松;張琴;;相變儲能建筑材料的研究進展與溫度-時間響應測定[J];中國建材科技;2008年04期

9 ;Constructal entransy dissipation rate and flow-resistance minimizations for cooling channels[J];Science China(Technological Sciences);2010年09期

10 ;Constructal entransy dissipation rate minimization for umbrella-shaped assembly of cylindrical fins[J];Science China Technological Sciences;2011年01期

相關博士學位論文 前9條

1 周軍莉;建筑蓄熱與自然通風耦合作用下室內(nèi)溫度計算及影響因素分析[D];湖南大學;2009年

2 李建立;新型聚合物基定形相變材料的制備和應用模擬研究[D];北京化工大學;2009年

3 賈暉;管內(nèi)單相對流換熱的優(yōu)化和評價[D];華中科技大學;2013年

4 王虹;基于納米氟碳涂層材料的過冷水動態(tài)制冰理論與實驗研究[D];華中科技大學;2013年

5 胡莉莉;農(nóng)村節(jié)能吊炕的熱效益分析與應用研究[D];蘭州大學;2012年

6 馬凱;高壓富氧燃煤煙氣冷凝放熱試驗及受熱面設計研究[D];華北電力大學;2013年

7 亓曉琳;夜間通風建筑熱工設計研究[D];西安建筑科技大學;2013年

8 徐曉明;電動汽車冷卻系統(tǒng)熱流場的協(xié)同分析與液冷關鍵問題研究[D];南京航空航天大學;2012年

9 田浩;高產(chǎn)熱密度數(shù)據(jù)機房冷卻技術研究[D];清華大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 牛r

本文編號：1717436