本發(fā)明屬于建筑節(jié)能以及太陽能應用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于太陽能建筑的建筑材料熱物性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
建筑圍護結(jié)構(gòu)材料是建筑使用過程中室內(nèi)熱環(huán)境和室外熱環(huán)境的關(guān)鍵緩沖元素，尤其當考慮如何更多地采用太陽能元素以減少建筑空調(diào)系統(tǒng)對化石能源的依賴程度時，建筑材料的熱物性是建筑設(shè)計、研究新型建筑構(gòu)件、以及探索新的建筑形式的重要科學依據(jù)。目前，已有建筑材料的熱物性分布各行各業(yè)的規(guī)范、手冊和教材中，廣為各行各業(yè)從業(yè)人員以及大專院校的科研人員使用。建筑節(jié)能本身就是各學科交叉的一個重要領(lǐng)域，社會對太陽能應用的重視，促使更多領(lǐng)域的專家和技術(shù)人員涌入這個領(lǐng)域。由于各自學科淵源不同，有些材料的名稱不盡相同、參數(shù)的單位不統(tǒng)一、甚至因數(shù)據(jù)來源不同在數(shù)值上也有所差異；出于行業(yè)的需要，行業(yè)手冊和學校內(nèi)的教材等書籍內(nèi)所提供的數(shù)據(jù)條件也不完全一致；在科研院所，建筑材料數(shù)據(jù)是其全部材料數(shù)據(jù)的一小部分，分散在各自的分類數(shù)據(jù)表中。另外，基礎(chǔ)類書籍內(nèi)許多材料名稱翻譯自國外，具有基礎(chǔ)性、通用性等特點，但專業(yè)性較差，比如表面抹灰材料，非專業(yè)書籍內(nèi)有時稱之為粉刷材料；而泡沫玻璃保溫板，有的稱之為低容重閉孔泡沫玻璃。為避免混淆和方便使用，以促進建筑節(jié)能以及太陽能應用技術(shù)集成到建筑設(shè)計、建筑構(gòu)件研發(fā)、甚至新型建筑結(jié)構(gòu)性的研究，有必要在材料名稱、數(shù)據(jù)上建立一個集中統(tǒng)一的交流平臺，實現(xiàn)快速進行數(shù)據(jù)采集和處理，使各領(lǐng)域?qū)＜遗c建筑行業(yè)內(nèi)專家、廠家容易相互交流研究和成果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所解決得的技術(shù)問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于太陽能建筑的建筑材料熱物性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實現(xiàn)太陽能建筑領(lǐng)域中的建筑材料熱物性數(shù)據(jù)的快速采集和處理。本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種基于太陽能建筑的建筑材料熱物性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其特征在于包括：數(shù)據(jù)輸入模塊、數(shù)據(jù)排序模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、數(shù)據(jù)關(guān)系管理模塊、材料表打印模塊、墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊；數(shù)據(jù)輸入模塊負責實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入和存儲。數(shù)據(jù)既能夠按照預定格式制成文件后讀入，也能夠直接在輸入界面上手工輸入，經(jīng)過適當?shù)膯挝晦D(zhuǎn)換，存入數(shù)據(jù)庫，等候后面模塊處理；數(shù)據(jù)排序模塊，根據(jù)材料的熱物性將材料按順序列出，點擊相應表頭，該列數(shù)據(jù)根據(jù)ASCII碼值進行升序或者降序排列，其余全部數(shù)據(jù)記錄跟著序重新排列。這樣，有助于檢查數(shù)據(jù)正確性、實現(xiàn)數(shù)據(jù)的修改以及挑選，具有一定的查詢功能，但主要用于數(shù)據(jù)管理，然后更新數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)查詢模塊，從數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)，實現(xiàn)名稱、物性參數(shù)等查詢，用于構(gòu)建墻體。查詢結(jié)果返回材料名稱、序號等數(shù)，送至數(shù)據(jù)關(guān)系管理模塊；數(shù)據(jù)關(guān)系管理模塊是本系統(tǒng)核心，首先，其提供了維護材料數(shù)據(jù)庫的基本功能；其次，提供了根據(jù)數(shù)據(jù)庫材料構(gòu)造墻體的功能性窗口，并建立和圍護第二個數(shù)據(jù)庫，即墻體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫；另外，該關(guān)系管理模塊也留有外部接口，供外部程序通過該接口查詢和索取材料數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，或者根據(jù)名稱查詢墻體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫；該模塊能同步墻體和材料兩個數(shù)據(jù)庫，即修改任何一方數(shù)據(jù)，另外一方會相應地進行修改。所述數(shù)據(jù)關(guān)系管理模塊具體實現(xiàn)如下：（1）輸入每一層材料的厚度數(shù)據(jù)；（2）輸入室內(nèi)、外表面對流換熱系數(shù)，其省缺值為內(nèi)表面7.8W/M^2C，外表面23.3W/M^2C；（3）根據(jù)每一層材料以及表面對流換熱系數(shù)，計算墻體的總傳熱系數(shù)；（4）根據(jù)上述室內(nèi)、外表面對流換熱系數(shù)、每一層材料密度、比熱、導熱系數(shù)以及厚度參數(shù)，實現(xiàn)z傳遞函數(shù)系數(shù)計算；（5）根據(jù)上述室內(nèi)、外表面對流換熱系數(shù)、每一層材料密度、比熱、導熱系數(shù)以及厚度參數(shù)，實現(xiàn)墻體得熱反應系數(shù)計算。本發(fā)明與現(xiàn)有建筑材料數(shù)據(jù)管理技術(shù)相比的優(yōu)點在于：本發(fā)明不僅集中了常見的建筑材料，并統(tǒng)一了名稱、熱物性數(shù)據(jù)及其單位；而且還能計算建筑墻體傳熱計算所需要的計算參數(shù)。相比于數(shù)據(jù)表、參數(shù)表以及設(shè)計手冊等傳統(tǒng)方法，該數(shù)據(jù)管理方法直觀簡便，便于建筑傳熱計算軟件技術(shù)開發(fā)，也便于科技人員的學術(shù)交流。附圖說明圖1為本發(fā)明的組成框圖；圖2為圖1中輸入模塊的實現(xiàn)流程圖；圖3為圖1中查詢模塊的實現(xiàn)流程圖；圖4為圖1中數(shù)據(jù)關(guān)系模塊的實現(xiàn)流程圖；圖5為傳熱系數(shù)流程框圖；圖6為z傳遞函數(shù)系數(shù)流程框圖；圖7為反應系數(shù)流程框圖；圖8為本發(fā)明常見建筑圍護結(jié)構(gòu)材料列表（部分）；圖9為本發(fā)明中以名稱為檢索關(guān)鍵詞的材料排列圖；圖10為本發(fā)明中以密度為關(guān)鍵詞的材料排列結(jié)果圖；圖11為本發(fā)明中以比熱為關(guān)鍵詞的材料排列結(jié)果圖。具體實施方式以下說明本發(fā)明的實施例。但以下的實施例僅限于解釋本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍應包括權(quán)利要求的全部內(nèi)容，而且通過以下實施例對該領(lǐng)域的技術(shù)人員即可以實現(xiàn)本發(fā)明權(quán)利要求的全部內(nèi)容。如圖1所示，本發(fā)明系統(tǒng)包括輸入、列表、查詢、關(guān)系管理等4大模塊。輸入模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入；排序模塊根據(jù)參數(shù)進行列表顯示，便于了解數(shù)據(jù)庫內(nèi)容、糾錯和下一步查詢；查詢模塊為墻體結(jié)構(gòu)定義提供提取材料的方法；關(guān)系管理模塊用于墻體結(jié)構(gòu)定義。如圖2所示，輸入模塊的具體實現(xiàn)如下：（1）從文件讀入批量數(shù)據(jù)；（2）從輸入窗口讀入單一材料數(shù)據(jù)；（3）保存數(shù)據(jù)于數(shù)據(jù)庫。如圖3所示，查詢模塊的具體實現(xiàn)如下：（1）選擇材料名稱、導熱系數(shù)、比熱、密度之一為關(guān)鍵詞，輸入后，顯示符合條件的材料列表，確認無誤后，或存入指定文件，或者傳給指定模塊（墻體模塊）；（2）查詢模塊可以被墻體模塊調(diào)用，用于墻體結(jié)構(gòu)定義。如圖4所示，關(guān)系管理模塊的具體實現(xiàn)如下：（1）根據(jù)查詢模塊、列表模塊讀取材料數(shù)據(jù)，輸入相應的層厚、前后表面的對流化熱系數(shù)；（2）根據(jù)每一層材料以及表面對流換熱系數(shù)，計算墻體總傳熱系數(shù).具體的計算過程如圖5所示，為：根據(jù)每層材料厚度和材料的熱物性，計算單層材料的熱阻；墻體表面熱阻為對流換熱系數(shù)的倒數(shù)。按照串聯(lián)原則，計算墻體總熱阻，其倒數(shù)即為總傳熱系數(shù)；（3）根據(jù)上述室內(nèi)、外表面對流換熱系數(shù)、每一層材料密度、比熱、導熱系數(shù)以及厚度參數(shù)，計算z傳遞函數(shù)系數(shù)，具體的計算過程為（如圖6所示）：確定單層材料的傳遞矩陣系數(shù)Ai，Bi，Ci，Di，前后墻體表面的傳遞系數(shù)矩陣只與對流換熱系數(shù)有關(guān)。按照一定順序，將單層矩陣連乘，得到墻體總體傳熱矩陣；（4）根據(jù)上述室內(nèi)、外表面對流換熱系數(shù)、每一層材料密度、比熱、導熱系數(shù)以及厚度，計算墻體傳熱反應系數(shù)，具體的計算過程為（如圖7所示）：變換墻體總傳遞矩陣，表面溫度為激勵信號，表面熱流為輸出信號；此時，系數(shù)B為分母，確定B的根后，可以得到溫度離散為三角函數(shù)后的墻體表面熱響應的時域變化的一組計算式。根據(jù)此組計算式，可以得到表面熱流與表面本身溫度以及墻體另一表面溫度之間的關(guān)系系數(shù)，即反應系數(shù)。如圖8-10所示，材料庫數(shù)據(jù)也可以采用表格方式進行全局瀏覽。圖8為按預定序號進行瀏覽，圖9是按照中文名稱進行順序瀏覽；圖9是按照密度由小到大進行順序瀏覽，圖10是按照比熱由小到大的順序瀏覽。操作方法很簡單，點擊其標題欄即可；再次點擊，數(shù)據(jù)則按照相反方向順序顯示。本發(fā)明所提出的太陽能建筑的建筑材料熱物性數(shù)據(jù)庫方法，具有簡單易行的特點，便于科研人員和技術(shù)研發(fā)使用。本發(fā)明未詳細闡述的部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。