【正文】 ? tFKttFKQ g l a s sg l a s sino u tg l a s sg l a s sc o n dcl ???? )( )()()( ?? JFCCxxQ w i n d o wsndgs o l a rcl ?有效面積系數(shù) 地點(diǎn)修正系數(shù) 日射負(fù)荷強(qiáng)度 = 日射得熱 日射負(fù)荷系數(shù) 房間的衰減與延遲 ?n’, ?n’ 負(fù)荷溫差 負(fù)荷溫差： 與什么因素有關(guān)？ ?玻璃窗日射冷負(fù)荷 ?玻璃窗傳導(dǎo)冷負(fù)荷 ?圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷 ?n’, ?n’ ?n’, ?n’ 冷負(fù)荷溫度 4－ 78 不強(qiáng)調(diào)擾量的周期性，用 Z傳遞函數(shù)分解擾量，將原反應(yīng)系數(shù)法由擾量 得熱 負(fù)荷改進(jìn)為直接由擾量 負(fù)荷 工程應(yīng)用方法： 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱冷負(fù)荷給出 冷負(fù)荷溫差 或 冷負(fù)荷溫度 標(biāo)準(zhǔn)室溫 實(shí)際室溫 其余擾量的冷負(fù)荷給出 冷負(fù)荷系數(shù) CLTD)(?cltC L T DFKQ cl ???)(?? ?inclcl ttFKQ ??? )()( ??)(?clC)()()( 00 ???? ??? clcl CHGQ 典型負(fù)荷計(jì)算方法原理介紹 積分變換法 /冷負(fù)荷系數(shù)法 (1) 4－ 79 典型負(fù)荷計(jì)算方法原理介紹 積分變換法 /冷負(fù)荷系數(shù)法 (2) G1(Z) G2(Z) tz(Z) HG(Z) Qcl(Z) 反應(yīng)系數(shù)法 )()()()()()(21 ZHGZGZQ ZtZGZHGclZ??Input(?) τ f(?) ??????????????221102211021 )()()( ZdZddZbZbbZGZGZGZ傳遞函數(shù)形式： tz(Z)= tz,0+ tz,1Z1+ tz,2Z2+…… 冷負(fù)荷系數(shù)法 與 反應(yīng)系數(shù)法 區(qū)別 ：直接從擾量求出房間的冷負(fù)荷，實(shí)質(zhì)相同，手法不同。 墻體傳遞 房間傳遞 ?????????????2211022110)(ZdZddZbZbbZGiiiiiii室外溫度按脈沖分解 (負(fù)荷為各階脈沖響應(yīng)之和 )： )()()( ZtZGZQ Zcl ?冷負(fù)荷系數(shù)法： 4－ 80 典型負(fù)荷計(jì)算方法原理介紹 積分變換法 /冷負(fù)荷系數(shù)法 (3) 冷負(fù)荷系數(shù)法（簡(jiǎn)化計(jì)算）： ])([)( inclcl ttKFQ ?? ??① 墻體、屋頂、窗戶(hù)瞬時(shí)溫差傳熱冷負(fù)荷 ② 窗戶(hù)日射冷負(fù)荷 )()( m a x ?? cljsncl CDCFCQ ?冷負(fù)荷溫度 日射得熱因素最大值 冷負(fù)荷系數(shù) )1()1()()( 110 ????? ???? clcl QWHGVHGVQHG(?) 、 HG(?1) —— ?、 ?1時(shí)刻日射得熱； Qcl(?) 、 Qcl(?1) —— ?、 ?1時(shí)刻日射冷負(fù)荷。 V0、 V W1—— Z傳遞函數(shù)； 簡(jiǎn)化式： 由得熱采用 Z傳遞函數(shù)求解負(fù)荷 冷負(fù)荷溫度反映了室外空氣溫度、太陽(yáng)輻射、建筑物蓄熱等因素的綜合影響。 4－ 81 典型負(fù)荷計(jì)算方法原理介紹 積分變換法 /冷負(fù)荷系數(shù)法 (4) 冷負(fù)荷系數(shù)法（簡(jiǎn)化計(jì)算）： ③ 室內(nèi)熱源設(shè)備： 冷負(fù)荷系數(shù) ，實(shí)際上各因素相互影響其冷負(fù)荷并非各因素作用的簡(jiǎn)單疊加。 ，應(yīng)用時(shí)受試驗(yàn)條件限制。 注意： HG(?0)—— 內(nèi)熱源散熱量 ? ?0 —— 熱源開(kāi)始散熱至計(jì)算時(shí)刻 Ccl(? ?0)—— 冷負(fù)荷系數(shù) ?負(fù)荷強(qiáng)度系數(shù)，它與開(kāi)始使用時(shí)間和連續(xù)使用時(shí)間有關(guān)，與建筑熱特性有關(guān)。 4－ 82 典型負(fù)荷計(jì)算方法原理介紹 積分變換法 /冷負(fù)荷系數(shù)法 (5) 冷負(fù)荷系數(shù)法原理圖 （照明負(fù)荷） 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 第 1小時(shí) 第 2小時(shí) 第 3小時(shí) 第 4小時(shí) 時(shí)刻 /h 0 1 1 3 5 7 9 11 13 使用時(shí)數(shù) =1h 得熱：擾量 負(fù)荷：響應(yīng) 熱量比例 時(shí)刻 /h 0 1 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 第 1小時(shí) 第 2小時(shí) 時(shí)刻 /h 負(fù)荷 q τ 4－ 83 典型負(fù)荷計(jì)算方法原理介紹 /兩種積分變換法總結(jié) 諧波反應(yīng)法的簡(jiǎn)化算法與冷負(fù)荷系數(shù)法形式一致。 不能分析變物性的材料如相變材料制成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱過(guò)程。 只是在一定程度上反應(yīng)了得熱和冷負(fù)荷之間的區(qū)別，對(duì)輻射的影響作了很多簡(jiǎn)化： ? 對(duì)墻體內(nèi)表面之間的長(zhǎng)波輻射作了簡(jiǎn)化處理，給定比例 ? 忽略了透過(guò)玻璃窗日射落在墻內(nèi)表面上的光斑的影響 ? 熱源對(duì)流和輻射比例給定，與墻表面角系數(shù)給定 ? 把室內(nèi)空氣溫度看作是常數(shù) 如果房間與簡(jiǎn)化假定相差較遠(yuǎn)，則結(jié)果的誤差較大，如內(nèi)表面溫度差別大、房間形狀不規(guī)則、室內(nèi)空氣控制溫度隨時(shí)間變化等。諧波反應(yīng)法的簡(jiǎn)化算法與冷負(fù)荷系數(shù)法形式一致。 4－ 84 典型負(fù)荷計(jì)算方法原理介紹 積分變換法 /模擬分析軟件 (1) 軟件名 功能 負(fù)荷計(jì)算方法 條件 DOE2 （美） 全年逐時(shí)能耗模擬 反應(yīng)系數(shù)法 恒物性 ESP （英） 建筑、設(shè)備系統(tǒng)能耗 有限差分法 變物性 EnergyPlus （美） 傳遞函數(shù)法 (反應(yīng)系數(shù)法 ) 恒物性 HASP (日本 ) Dest (中 ) 建筑、設(shè)備系統(tǒng)能耗 狀態(tài)空間法 恒物性 其他還有： BLAST （美） 、 NBSLD （美） 4－ 85 典型負(fù)荷計(jì)算方法原理介紹 積分變換法 /模擬分析軟件 (2) DOE2 由美國(guó)能源部主持，美國(guó) LBNL (Lawrence Berkeley National Laboratory) 開(kāi)發(fā)，于 1979年首次發(fā)布的建筑全年逐時(shí)能耗模擬軟件，是目前國(guó)際上應(yīng)用最普遍的建筑熱模擬商用軟件，用戶(hù)數(shù)估計(jì)達(dá)到1000~2500家，遍及 40多個(gè)國(guó)家。其中冷熱負(fù)荷模擬部分采用的是反應(yīng)系數(shù)法，假定室內(nèi)溫度恒定，不考慮不同房間之間的相互影響。 EnergyPlus（Ｅ +） 美國(guó) LBNL 90年代開(kāi)發(fā)的商用、教學(xué)研究用的建筑熱模擬軟件。采用的是狀態(tài)空間法。 DOE2+BLAST, Latest Version: (Apr. 22, 2022) 4－ 86 典型負(fù)荷計(jì)算方法原理介紹 積分變換法 /模擬分析軟件 (3) 4－ 87 B1B2 B3T TKTB2B1B3TKB2TB1L/DKTB3KB3B2B1TTT B3B3 TKKB2TB1TB2B1B2B3B1T TB2B1B3TTKK2400 2650 2545 2930 263535002400350024002650254529303500 2400 35001475147525452400 2650 2930 2635147514752635 263529302400265025452545 2400265029302635240035001475350014752635 2930 2650 24002545263526352400265025452930240035001475 35002545265024002930Ap ar tm en t 8 _NAp ar tm en t 7 _S Ap ar tm en t 4 _SAp ar tm en t 3 _NApartment 1_WApartment 2_EApartment 5_EApartment 6_WNB 1 : B e dr oo m 1B 2 : B e dr oo m 2B 3 : B e dr oo m 3L/D : L iv in g/d i ni ng r o o mK : K i tch e nT: T oi le t/b a th r o o m1475Li ft l ob by /s ta ir c a s eL/DL/DL/DL/DL/D L/DL/D4－ 88 501001502002508 :0 0 9 :0 0 1 0 :0 0 1 1 :0 0 1 2 :0 0 1 3 :0 0 1 4 :0 0 1 5 :0 0 1 6 :0 0 1 7 :0 0 1 8 :0 0T i meTotal cooling load (W/m2)N E S W4－ 89 0501001502002500:001:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00T i meTotal cooling load (W/m2)N E S W4－ 90 典型負(fù)荷計(jì)算方法原理介紹 積分變換法 /模擬分析軟件 (4) ESP ESP(ESPr)是由英國(guó) Strathclyde大學(xué)的能量系統(tǒng)研究組 1977－ 1984年間開(kāi)發(fā)的建筑與設(shè)備系統(tǒng)能耗動(dòng)態(tài)模擬軟件。負(fù)荷算法采用的是有限差分法求解一維傳熱過(guò)程，而不需要對(duì)基本傳熱方程進(jìn)行線(xiàn)性化，因此可模擬具有非線(xiàn)性部件的建筑的熱過(guò)程，如有特隆布?jí)?(Trombe wall) 或相變材料等變物性材料的建筑。采用的時(shí)間步長(zhǎng)通常以分鐘為單位。該軟件對(duì)計(jì)算機(jī)的速度和內(nèi)存有較高要求。 4－ 91 典型負(fù)荷計(jì)算方法原理介紹 積分變換法 /模擬分析軟件 (5) DeST ? 90年代清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的建筑與 HVAC系統(tǒng)分析和輔助設(shè)計(jì)軟件。負(fù)荷模擬部分采用狀態(tài)空間法，即采用現(xiàn)代控制論中的 “ 狀態(tài)空間 ” 的概念，把建筑物的熱過(guò)程模型表示成： ? 狀態(tài)空間法的求解是在空間上進(jìn)行離散，在時(shí)間上保持連續(xù)。對(duì)于多個(gè)房間的建筑，可對(duì)各圍護(hù)結(jié)構(gòu)和空間列出方程聯(lián)立求解，因此可處理多房間問(wèn)題。 ? 其解的穩(wěn)定性及誤差與時(shí)間步長(zhǎng)無(wú)關(guān)，因此求解過(guò)程所取時(shí)間步長(zhǎng)可大至 1小時(shí)，小至數(shù)秒鐘，而有限差分法只能取較小的時(shí)間步長(zhǎng)以保證解的精度和穩(wěn)定性。但狀態(tài)空間法與反應(yīng)系數(shù)法和諧波反應(yīng)法相同之處是均要求系統(tǒng)線(xiàn)性化，不能處理相變墻體材料、變表面換熱系數(shù)、變物性等非線(xiàn)性問(wèn)題。 BuATTC ???4－ 92 第四章要點(diǎn) 室內(nèi)熱濕環(huán)境形成的原因 外擾和內(nèi)擾的種類(lèi)及其影響室內(nèi)熱濕環(huán)境的機(jī)理 圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱濕傳遞的原理 透明與半透明圍護(hù)結(jié)構(gòu) 得熱與負(fù)荷的定義及關(guān)系 典型負(fù)荷計(jì)算方法的原理 穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)