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PAGE-82-建筑围护结构传热动态特性数据的验证方法*陈友明周娟湖南大学土木工程学院建筑环境与设备工程系摘要提出了围护结构非稳定传热动态特性基础数据的验证方法。反应系数序列、Z传递函数系数和周期反应系数是计算围护结构非稳定传热的基础数据。计算出反应系数序列和Z传递系数构成的动态模型的频率特性,并与对应的围护结构热力系统传热的理论频率特性相比较,判断所构造的动态模型与围护结构热力系统理论传热模型是否等价,从而全面地验证所计算的围护结构传热基础数据的正确性。关键词围护结构,非稳定传热,基础数据,计算,频率特性,验证方法AMethodtoVerifyCalculationsofTransientHeatConductionThroughMultilayerBuildingEnvelopesAbstractPresentsamethodtoverifyallkindsofcalculationsfortransientheatconductionthroughwallsandroofs.Wallresponsefactors,conductionZtransfercoefficientsandperiodicresponsefactorsarethefundamentaldatatocalculatetransientheatconductionthroughbuildingenvelopes.ThefrequencycharacteristicsoftwodynamicmodelsexpressedinwallresponsefactorsandconductionZtransfercoefficientsareobtainedandcomparedwiththetheoreticalfrequencycharacteristicsofthecorrespondingwallinBodeplotstoevaluatetheequivalencebetweenthedynamicmodelsandfundamentaldata.Moreover,anerrorcriterionispresentedtoassesstheaccuracyofthefundamentaldataanddynamicmodelswithintheconcernedfrequencyrange.Thisverifyingmethodisbothverycomprehensiveandeasytoimplement.Keywords:buildingenvelope,transientheatconduction,fundamentaldata,calculation,frequencycharacteristics,verifyingmethod1引言目前在空调动态冷负荷计算、建筑能耗分析及空调制冷系统动态模拟中,计算建筑围护结构非稳定传热的通常做法是,先计算出围护结构非稳定传热的动态特性基础数据:反应系数、周期反应系数和z传递函数,然后用这些基础数据和室内外的逐时温度计算出围护结构的传热量。围护结构动态特性基础数据的计算方法有直接寻根法(RFM)[1][2]、状态空间法(SSM)[3]、时域法(TDM)[4][5],以及最新提出的频域回归方法(FDR方法)[6][7][8]等。其计算的正确性影响到制冷空调设备的容量选择、建筑节能性能评估和空调制冷机组性能的评价。在分析计算围护结构非稳定传热的基础数据时,可能导致计算结果错误的原因是多样的,如计算参数选取的失误、求解算法的收敛性、计算方法本身的误差等。因此当采用某种计算方法得出建筑围护结构非稳定传热的动态热特性基础数据后,仍需要验证所获得的基础数据的准确性和可靠性。通常用来验证围护结构的反应系数和周期反应系数是否准确的方法是,求计算出的围护结构的反应系数和周期反应系数的和,判断其和与围护结构的传热系数是否相等,即:和。通常*国家自然科学基金资助项目(50378033),湖南大学“撷英计划”资助项目用来验证围护结构的z传递系数是否准确的方法是,计算围护结构的z传递系数的分子和分母之和的比值,判断该比值与围护结构的传热系数值是否相等,即:。室内外空气温度参数可以通过傅立叶变换为包含各种频率的正弦激励信号和稳态信号的和。但经分析,发现这些基本准则仅能验证围护结构非稳定传热的动态特性参数所描述的动态传热模型在趋向稳态时是否准确,即仅能验证当频率为零时其模型的准确性,而无法检验所建立的动态传热模型与围护结构理论的非稳定传热特性是否等价或一致。也就是说,这些准则不能验证围护结构处于非稳定传热时的结果的正确性。本文提出一套检验由建筑围护结构非稳定传热的基础数据所建立的动态
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