專利名稱：一種建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能綜合控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能綜合控制方法，具體地說(shuō)是通過(guò)測(cè)量室內(nèi)外環(huán) 境的空氣溫度、相對(duì)濕度和太陽(yáng)輻射，連同建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱物性數(shù)據(jù)，建筑結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)， 匯聚后傳輸?shù)街行奶幚砥鳎?jīng)綜合計(jì)算獲得建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫度分布，通過(guò)外墻保溫和窗 戶的內(nèi)外遮陽(yáng)，控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)的晝夜溫差不超過(guò)材料的允許溫差，從而達(dá)到控制建筑圍護(hù) 結(jié)構(gòu)熱工性能的目的。
背景技術(shù)：
居住建筑包括住宅、宿舍、旅館等建筑形式，其中住宅約占居住建筑的92%。我國(guó) 的住宅一直是高消費(fèi)和高污染的產(chǎn)品，能源利用率及土地資源利用率等遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó) 家。特別是在經(jīng)濟(jì)基本建設(shè)的高速發(fā)展階段，認(rèn)真分析氣候條件，考慮建筑形式和材料是 否與當(dāng)?shù)貧夂蛳噙m應(yīng)的建筑越來(lái)越少。建筑節(jié)能是空調(diào)采暖系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)，解決好建筑 設(shè)計(jì)構(gòu)思和節(jié)能的矛盾是設(shè)計(jì)水平的體現(xiàn)。平面、朝向、窗戶結(jié)構(gòu)和材料的確定，以及挑 檐的處理，對(duì)建筑室內(nèi)熱環(huán)境和系統(tǒng)節(jié)能都起到重要的作用。在目前的居住建筑設(shè)計(jì)中仍 然非常缺乏優(yōu)化物理環(huán)境的措施及定量化指導(dǎo)方法，某些建筑的不良設(shè)計(jì)等因素，致使其 基礎(chǔ)熱環(huán)境極差。
發(fā)達(dá)國(guó)家由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和長(zhǎng)期的工業(yè)文明的影響，在辦公室、住宅、旅館、醫(yī) 院等居住建筑中，廣泛采用高氣密性的空調(diào)房間。通過(guò)空調(diào)設(shè)備等人工控制手段，雖然可 以使室內(nèi)氣候達(dá)到絕對(duì)舒適的標(biāo)準(zhǔn)，但是卻導(dǎo)致了所謂"病態(tài)建筑"(sickBuilding)的產(chǎn) 生，在這樣的建筑中長(zhǎng)期停留，人體會(huì)出"病態(tài)建筑綜合癥"(sick Building Syndrome), 這種情況引起了全世界廣泛的關(guān)注。在盡量減少能耗和污染的條件下，提供健康、舒適、 可承受的居住和工作環(huán)境就成為人們追求的目標(biāo)。
當(dāng)前中國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于一個(gè)高速發(fā)展時(shí)期，人口仍處于增長(zhǎng)狀態(tài)，并且大量的農(nóng)村人口 涌入城市使城市人口的增長(zhǎng)不斷加快，越來(lái)越多的家庭渴望更高的生活標(biāo)準(zhǔn)，大空間、高 標(biāo)準(zhǔn)裝修及舒適的室內(nèi)溫度是人們對(duì)家居的追求，這使得購(gòu)買(mǎi)空調(diào)設(shè)備似乎成了當(dāng)今唯一 的改善居住環(huán)境的措施和時(shí)尚。完全依靠采暖空調(diào)設(shè)備來(lái)維持室內(nèi)熱環(huán)境，人們長(zhǎng)期處于 穩(wěn)定的室內(nèi)氣候下，會(huì)降低人體對(duì)氣候變化的適應(yīng)能力，而大多數(shù)空調(diào)房間都存在不良通風(fēng)造成的室內(nèi)空氣品質(zhì)問(wèn)題，不利于人體健康。因此目前迫切需要在居住建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中 引入建筑熱環(huán)境的測(cè)評(píng)，以保護(hù)居住者的身體健康，提高我國(guó)的住宅節(jié)能水平。
然而，現(xiàn)有的居住建筑熱工性能的測(cè)評(píng)主要是對(duì)建筑各部件的熱工性能進(jìn)行單項(xiàng)測(cè)
評(píng)。單項(xiàng)測(cè)評(píng)方法是檢測(cè)居住建筑的體形系數(shù)、朝向、窗墻比；檢測(cè)建筑墻體、屋面、門(mén) 窗等部件的熱工參數(shù)。然后逐一核對(duì)這些參數(shù)是否符合建筑熱工規(guī)定，由此來(lái)評(píng)價(jià)居住建 筑熱工性能是否符合要求。顯然，這種方法只能羅列建筑各部件的性能參數(shù)，沒(méi)有建立起 建筑整體性能的表征參數(shù)和測(cè)評(píng)方法，不能將各部分性能參數(shù)的有機(jī)地結(jié)合起來(lái)描述建筑 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能。雖然近來(lái)出現(xiàn)了用檢測(cè)居住建筑室外干球溫度和室內(nèi)干球溫度并折 算為夏季熱親和時(shí)間、夏季熱抵御時(shí)間和冬季熱抵御時(shí)間，以此測(cè)評(píng)居住建筑熱工性能的 方法。但是，這種建成后測(cè)評(píng)的方法無(wú)法與建筑的設(shè)計(jì)方案相結(jié)合，即使分析發(fā)現(xiàn)問(wèn)題， 對(duì)已有設(shè)計(jì)的改造必然帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種針對(duì)前述現(xiàn)有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工 性能控制存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能綜合控制方法。
本發(fā)明通過(guò)測(cè)量室內(nèi)外環(huán)境的空氣溫度、相對(duì)濕度和太陽(yáng)輻射，連同建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu) 熱物性數(shù)據(jù)，建筑結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)，匯聚后傳輸?shù)街行奶幚砥?，?jīng)綜合計(jì)算獲得建筑圍護(hù)結(jié) 構(gòu)的溫度分布，根據(jù)計(jì)算溫度分布確定控制措施。
本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能綜合控制方法，包括如下步驟
(1) 用太陽(yáng)輻射傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器采集圍護(hù)結(jié)構(gòu)外部的太陽(yáng)輻射、 室外的空氣溫度和濕度、室內(nèi)的空氣溫度和濕度；
(2) 根據(jù)地方的經(jīng)緯度和計(jì)算時(shí)節(jié)確定太陽(yáng)方位，用光投影法計(jì)算建筑間或遮陽(yáng)結(jié) 構(gòu)形成的陰影面積，進(jìn)而計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面的輻射熱流；
(3) 設(shè)定初始時(shí)刻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫度，根據(jù)測(cè)量的室內(nèi)外空氣溫度和濕度計(jì)算圍護(hù)結(jié)
構(gòu)內(nèi)外表面的對(duì)流和輻射熱流；
(4) 建立沿圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程模型，根據(jù)步驟(3)設(shè)定的圍護(hù)結(jié)
構(gòu)初始溫度和邊界熱流，計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度場(chǎng)；
(5) 重復(fù)步驟(3)和(4)計(jì)算一個(gè)時(shí)間段內(nèi)各時(shí)刻，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫度；
(6) 計(jì)算各部分建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的晝夜溫差，并與墻體材料的允許溫差比較；
(7) 對(duì)冬季晝夜溫差超過(guò)材料允許溫差的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施加外墻保溫，夏季晝夜溫差超過(guò)材料允許溫差的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)增加外遮陽(yáng)措施。
所述的光投影法計(jì)算建筑間或遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)形成的陰影面積是將所有遮陽(yáng)表面沿太陽(yáng)光 矢量方向平行投影到圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面上，并將投影面積全部合并得到陰影面積。
所述的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的初始溫度設(shè)定是將計(jì)算初始時(shí)刻以前圍護(hù)結(jié)構(gòu)與環(huán)境的換熱視為 穩(wěn)態(tài)傳熱，由此圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面的溫度等于環(huán)境大氣的溫度，而圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫度等 于室內(nèi)空氣的溫度，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度呈線性分布。
所述的圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面的對(duì)流和輻射熱流計(jì)算是根據(jù)初始時(shí)刻或上一時(shí)刻圍護(hù)結(jié) 構(gòu)內(nèi)外表面的溫度和測(cè)量的室外環(huán)境氣象參數(shù)，計(jì)算建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面的對(duì)流熱流、 外表面與環(huán)境大氣的輻射熱流、內(nèi)表面間的輻射熱流。
所述的墻體材料的允許溫差對(duì)重質(zhì)墻體材料要求允許溫差不大于1(TC。在溫度變化IO 'C時(shí)發(fā)生萬(wàn)分之一的形變，50米高的內(nèi)保溫建筑受年溫差形變影響內(nèi)墻與外墻會(huì)發(fā)生25 40mm的形變。
所述的外墻保溫為采用外墻噴涂隔熱保溫涂料或貼裝隔熱保溫板，所述的遮陽(yáng)措施可 采用伸縮式遮陽(yáng)篷或貼外墻種植藤蔓植被覆蓋外墻。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)-(1)現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有建立起建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體性能的表征參數(shù)和測(cè)評(píng)方法，不能將各 部分性能參數(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)描述建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，本發(fā)明將室內(nèi)外環(huán)境、太陽(yáng) 輻射、建筑結(jié)構(gòu)、材料熱物性都綜合到圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱中考慮，得到表征其綜合性能的溫 度，是一種更為全面的分析方法。
(2)現(xiàn)有的技術(shù)一般都僅限用于已有建筑熱工性能的測(cè)評(píng)，本發(fā)明對(duì)不受建筑結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)影響的環(huán)境氣象參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)影響較大的建筑陰影和圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫度采用 計(jì)算分析，應(yīng)用更為靈活，既能用于已有建筑的測(cè)評(píng)，也能為待建建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出合 理建議。


圖1為建筑與熱環(huán)境熱交換模式簡(jiǎn)圖。
圖2為光投影法計(jì)算遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)形成的陰影面積簡(jiǎn)圖。
圖3為中心處理器計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫度的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
5如圖1所示的建筑與熱環(huán)境熱交換模式包括太陽(yáng)直射、大氣輻射地面輻射等帶來(lái)的熱 量，有對(duì)流換熱、自然通風(fēng)墻體導(dǎo)熱等散熱。因此，太陽(yáng)輻射、室外空氣溫度、室外空氣 相對(duì)濕度，連同建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱物性數(shù)據(jù)，建筑結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)都要在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性
能中考慮。在室外設(shè)置采集室外太陽(yáng)輻射、空氣溫度和相對(duì)濕度的多個(gè)傳感器A，在室內(nèi) 設(shè)置采集室內(nèi)太陽(yáng)輻射、空氣溫度和相對(duì)濕度的多個(gè)傳感器B,傳感器A和傳感器B分別 與單片機(jī)C連接，單片機(jī)C與中心處理器D連接，單片機(jī)C將各傳感器采集的信號(hào)轉(zhuǎn)化為 氣象參數(shù)，匯聚后傳輸?shù)街行奶幚砥?。其中太?yáng)輻射用TBQ-2A型太陽(yáng)輻射傳感器測(cè)量， 環(huán)境溫度用AD590型溫度傳感器測(cè)量，空氣的相對(duì)濕度用THS1101型濕度傳感器測(cè)量，傳 感器采集的信號(hào)均傳輸?shù)紸DuC812單片機(jī)C，處理為中心處理器D可使用的氣象參數(shù)太 陽(yáng)輻射強(qiáng)度，環(huán)境溫度和相對(duì)濕度。中心處理器D根據(jù)采集的環(huán)境氣象參數(shù)設(shè)定初始的圍 護(hù)結(jié)構(gòu)溫度，經(jīng)計(jì)算分析得到一個(gè)晝夜時(shí)間段內(nèi)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫度，比較結(jié)構(gòu)的晝夜溫差與 材料的允許溫差，若超過(guò)就發(fā)出警報(bào)，并提出相應(yīng)的保溫或遮陽(yáng)措施，再重新計(jì)算圍護(hù)結(jié) 構(gòu)溫度，直至結(jié)構(gòu)的晝夜溫差不超過(guò)材料的允許溫差。
如圖3所示，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能綜合控制方法，包括如下步驟
(1) 用數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集環(huán)境空氣氣象數(shù)據(jù)，太陽(yáng)輻射用TBQ-2A型太陽(yáng)輻射傳感器 測(cè)量，環(huán)境溫度用AD590型溫度傳感器測(cè)量，空氣的相對(duì)濕度用THS1101型濕度傳感器測(cè) 量，傳感器采集的信號(hào)均傳輸?shù)紸DuC812單片機(jī)處理為中心處理器可使用的氣象參數(shù)太 陽(yáng)輻射強(qiáng)度，環(huán)境溫度和相對(duì)濕度。
(2) 根據(jù)經(jīng)緯度和計(jì)算時(shí)節(jié)確定太陽(yáng)方位，結(jié)合傳感器A輸出的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度計(jì)算 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)各表面的太陽(yáng)輻射能量。對(duì)于地球表面上某點(diǎn)而言，太陽(yáng)的空間位置可用太陽(yáng) 高度角和太陽(yáng)方位角確定。，太陽(yáng)方位角a是太陽(yáng)至地面上某給定連線在地面上的投影與 南向的夾角，太陽(yáng)偏東時(shí)為負(fù)，偏西時(shí)為正。太陽(yáng)高度角h是地球表面上某點(diǎn)和太陽(yáng)的連 線與地平面之間的交角，可用下式計(jì)算sinh = sinp-sin^ + cos^cos3'cos<y ，式中，伊
是當(dāng)?shù)鼐暥?，c5是赤緯角，即地球中心與太陽(yáng)中心的連線與地球赤道平面的夾角，計(jì)算為
<formula>formula see original document page 6</formula>
其中『=2"7/360,"是日期序號(hào)。w是太陽(yáng)時(shí)角，是以當(dāng)?shù)靥?yáng)位于正南向的瞬時(shí)為正
午，地球自轉(zhuǎn)15度為1小時(shí)計(jì)算的太陽(yáng)時(shí)，通常用角度表示，計(jì)算為
<formula>formula see original document page 6</formula>。其中，仏為該地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，/2;丄和丄,分別為當(dāng)?shù)氐慕?jīng) 、15 60 J度和地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間位置的經(jīng)度，對(duì)于東半球，"±"號(hào)取正號(hào)，對(duì)于西半球則取負(fù)號(hào)。e為 時(shí)差，單位min，精確計(jì)算式為-
e = —0.0002786409 + 0.1227715 cos(『+1.498311) — 0.1654575 cos(2『—1.261546) 太陽(yáng)方位 -0馬35383cos(3『-1.1571) °
角計(jì)算為sina = cos^sin6Vcosh，當(dāng)采用上式計(jì)算出的sina大于l，或sinor的絕對(duì)值
較小時(shí)，改用下式計(jì)算cos"-Si^.sin爐—Sin^。
cosh.cos p
(3) 用投影法計(jì)算太陽(yáng)陰影，根據(jù)建筑的幾何結(jié)構(gòu)將所有遮陽(yáng)表面沿太陽(yáng)光矢量方 向平行投影到窗戶上，并將投影面積全部合并得到陰影面積。如圖2所示，由表面2各頂 點(diǎn)的投影點(diǎn)連線得到表面2的投影面，同理可得到其他表面3的投影面，多個(gè)遮擋表面在 表面1上形成的陰影面積等于各投影面的并集與表面1的交集面積。用幾何解析法計(jì)算表 面的交集和并集較為復(fù)雜，可采用有限元法將表面1劃分為大量互不重疊的小面積單元， 單元的面積應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于表面1的面積，使得表面1的任意一個(gè)子域的面積可近似等于中心 位于該子域的單元面積之和。將表面1的面元中，位于投影面內(nèi)的單元面積疊加起來(lái)，疊 加的結(jié)果就等于各遮擋表面在表面1上形成的陰影面積，采用有限元法可以簡(jiǎn)化交、并集 的復(fù)雜計(jì)算。
(4) 將初始時(shí)刻以前圍護(hù)結(jié)構(gòu)與環(huán)境的換熱視為穩(wěn)態(tài)傳熱，由此圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面的 溫度等于環(huán)境大氣的溫度，而圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫度等于室內(nèi)空氣的溫度，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部 的溫度呈線性分布。計(jì)算下一時(shí)刻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫度，根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面的溫度和數(shù)據(jù) 采集設(shè)備采集的室外環(huán)境氣象參數(shù)，計(jì)算建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面的對(duì)流熱流、外表面與環(huán) 境大氣的輻射熱流、內(nèi)表面間的輻射熱流。對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱，由于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有熱 慣性大的特點(diǎn)，受太陽(yáng)輻射及室內(nèi)外空氣溫度的周期波動(dòng)影響，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫度也隨時(shí)間 波動(dòng)，必需采用動(dòng)態(tài)模擬的方法。因圍護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度遠(yuǎn)小于表面長(zhǎng)寬尺度，可用一維導(dǎo)熱 計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱。圍護(hù)結(jié)構(gòu)及內(nèi)外邊界的溫度隨時(shí)間的變化滿足
<formula>formula see original document page 7</formula>
式中，、表示圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫度，Af是計(jì)算的時(shí)間步長(zhǎng)，Ax是網(wǎng)格步長(zhǎng)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料熱物性參數(shù)戶是密度，C^是比熱，/l是導(dǎo)熱系數(shù)，Z。是室內(nèi)空氣溫度，f。是室外空氣溫
度，/^和/ 。是根據(jù)室內(nèi)外空氣相對(duì)濕度確定的對(duì)流換熱系數(shù)，&，(是透過(guò)窗戶的太陽(yáng)輻射
熱流，^,是圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面間的輻射熱流，^，。是圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面的太陽(yáng)輻射熱流，&.。
是圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面與室外空氣的輻射熱流。
(5)計(jì)算各部分建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的晝夜溫差，并與圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的允許溫差進(jìn)行比較。 對(duì)冬季晝夜溫差超過(guò)材料允許溫差的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施加外墻保溫，夏季晝夜溫差超過(guò)材 料允許溫差的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)增加外遮陽(yáng)措施。外墻保溫為采用外墻噴涂隔熱保溫涂料或 貼裝隔熱保溫板。遮陽(yáng)措施可采用伸縮式遮陽(yáng)篷或貼外墻種植藤蔓植被覆蓋外墻。
(6)對(duì)增加了外墻保溫或遮陽(yáng)措施的圍護(hù)結(jié)構(gòu)重復(fù)步驟(3) (5)，重新計(jì)算其 晝夜溫差，直至圍護(hù)結(jié)構(gòu)的晝夜溫差不超過(guò)材料的允許溫差。對(duì)重質(zhì)墻體材料，允許溫 差不大于l(TC。在溫度變化IO'C時(shí)發(fā)生萬(wàn)分之一的形變，50米高的內(nèi)保溫建筑受年溫差 形變影響內(nèi)墻與外墻會(huì)發(fā)生25 40mm的形變。
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權(quán)利要求
1、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能綜合控制方法，其特征在于包括如下步驟(1)用太陽(yáng)輻射傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器采集圍護(hù)結(jié)構(gòu)外部的太陽(yáng)輻射、室外的空氣溫度和濕度、室內(nèi)的空氣溫度和濕度；(2)根據(jù)地方的經(jīng)緯度和計(jì)算時(shí)節(jié)確定太陽(yáng)方位，用光投影法計(jì)算建筑間或遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)形成的陰影面積，進(jìn)而計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面的輻射熱流；(3)設(shè)定初始時(shí)刻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫度，根據(jù)測(cè)量的室內(nèi)外空氣溫度和濕度計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面的對(duì)流和輻射熱流；(4)建立沿圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程模型，根據(jù)步驟(3)設(shè)定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)初始溫度和邊界熱流，計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度場(chǎng)；(5)重復(fù)步驟(3)和(4)計(jì)算一個(gè)時(shí)間段內(nèi)各時(shí)刻，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫度；(6)計(jì)算各部分建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的晝夜溫差，并與墻體材料的允許溫差比較；(7)對(duì)冬季晝夜溫差超過(guò)材料允許溫差的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施加外墻保溫，夏季晝夜溫差超過(guò)材料允許溫差的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)增加外遮陽(yáng)措施。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能綜合控制方法，其特征在于所述的 光投影法計(jì)算建筑間或遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)形成的陰影面積是將所有遮陽(yáng)表面沿太陽(yáng)光矢量方向平 行投影到圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面上，并將投影面積全部合并得到陰影面積。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能綜合控制方法，其特征在于所述的 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的初始溫度設(shè)定是將計(jì)算初始時(shí)刻以前圍護(hù)結(jié)構(gòu)與環(huán)境的換熱視為穩(wěn)態(tài)傳熱，由 此圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面的溫度等于環(huán)境大氣的溫度，而圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫度等于室內(nèi)空氣的 溫度，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度呈線性分布。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能綜合控制方法，其特征在于所述的 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面的對(duì)流和輻射熱流計(jì)算是根據(jù)初始時(shí)刻或上一時(shí)刻圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面 的溫度和測(cè)量的室外環(huán)境氣象參數(shù)，計(jì)算建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面的對(duì)流熱流、外表面與環(huán) 境大氣的輻射熱流、內(nèi)表面間的輻射熱流。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能綜合控制方法，其特征在于所述 的墻體材料的允許溫差對(duì)重質(zhì)墻體材料要求允許溫差不大于IO'C 。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能綜合控制方法，其特征在于所述 的外墻保溫為采用外墻噴涂隔熱保溫涂料或貼裝隔熱保溫板，所述的遮陽(yáng)措施可采用伸縮 式遮陽(yáng)篷或貼外墻種植藤蔓植被覆蓋外墻。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能綜合控制方法，通過(guò)測(cè)量室內(nèi)外環(huán)境的空氣溫度、相對(duì)濕度和太陽(yáng)輻射，連同建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱物性數(shù)據(jù)，建筑結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)，匯聚后傳輸?shù)街行奶幚砥鳎?jīng)綜合計(jì)算獲得建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫度分布，根據(jù)計(jì)算溫度分布確定控制措施。本發(fā)明克服了現(xiàn)行測(cè)量方法不能全面分析圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的問(wèn)題，將影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的參數(shù)綜合起來(lái)計(jì)算其溫度，降低了成本，縮短了工期，而且應(yīng)用靈活，既能用于已有建筑，也能用于待建建筑。
文檔編號(hào)G05D23/19GK101446835SQ20081022020
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者張小英 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)