不同风速下的建筑综合热惰性与采暖负荷特性研究

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1、不同风速下的建筑综合热惰性与采暖负荷特性研究StudyontheBuildingIntegratedThermalInertiaandHeatingLoadCharacteristicsunderDifferentWindSpeeds学科专业：供热、供燃气、通风及空调工程研究生：郝博渊指导教师：朱能教授天津大学环境科学与工程学院二零一五年五月摘要建筑节能已经成为当前能源领域人类面临的重大问题之一，有效利用建筑综合热惰性是实现建筑节能的重要手段。通过对建筑综合热惰性的研究与利用，能够使供暖、通风和空调系统的负荷设计更加

2、科学，系统的运行调节更为合理，达到节能减排的目的，同时提升室内的热舒适性。本文主要通过理论研究与实验研究两种方式，考察某建筑模型的综合热惰性，评估风速因素在温度响应中的影响效果，建立风速与综合热惰性对应的数学函数模型，并对不同形式的采暖调控策略进行了对比分析。本项研究中，首先在熟悉非稳态传热理论和建筑热工特性指标的基础之上，结合建筑综合热惰性的影响因素（室外气象条件、蓄热体形式、室内热源），提出了构建模型实验来研究建筑综合热惰性的方法。随后根据相似理论计算出建筑模型的各项相似关系，以0.5的几何相似比建造建筑模型，开

3、展了多个工况的模型实验，并选取时间峰谷延迟、温度衰减比率、蓄热热流密度、逐时温度作为表征参数，研究了不同初始条件下、不同风速对建筑综合热惰性的影响；根据表征参数与风速的关系进行了线性回归，以函数斜率和修正系数描述了风速和初始条件的影响程度；最后对比了三种采暖调节方式（恒定、削峰填谷、阶跃）下的热负荷特性，并提出了改进优化的采暖逐时调节方案。研究结果表明：建筑综合热惰性是一个与建筑蓄热体形式、室外气象、室内热源等多种因素相关的综合参数；建筑模型内外壁之间的温度变化存在明显的时间延迟与温度衰减；室外风速的增加能够显著降低

4、建筑模型的总蓄热量和各部分蓄热体的逐时温度，但是对各个蓄热体的温度变化趋势影响没有固定规律；不同的初始条件会使风速对表征参数的影响程度出现一定差异。阶跃式采暖能够有效节能，而削峰填谷式采暖能够提升室内热舒适性。综上所述，应当将建筑综合热惰性模型实验的研究结论逐步推广应用至实际建筑中，并进一步地扩展与深化。关键词：建筑综合热惰性模型实验风速影响线性回归供暖调节ABSTRACTEnergy-savinginbuildingshasbecomeoneofthemajorissuesintheenergyfield.Maki

5、nguseofthebuildingintegratedthermalinertiaeffectivelyisanimportantwaytorealizetheenergy-savinginbuildings.Bytheresearchesandutilizationoftheintegratedthermalinertia,theheating/coolingloaddesigningofHVACsystemwillbemorescientific,thesystemoperationandregulationw

6、illbemorereasonable.Finally,itwillachievethepurposeofenergysaving,whileimprovingtheindoorthermalcomfort.Thispapermainlyresearchesontheintegratedthermalinertiaofamodelbuildingthroughthetheoreticalandexperimentalstudy.Theeffectofthewindspeedonthetemperaturerespon

7、seisevaluated;themathematicalfunctionmodelofwindspeedandcorrespondingintegratedthermalinertiaisformulated;thecomparisonandanalysisofdifferentheatingcontrollingstrategiesaremade.Firstly,thisstudyisbasedontheunderstandingoftheunsteadyheattransfertheoryandbuilding

8、thermalcharacteristicindexes.Combinedwiththeinfluencefactorsofbuildingintegratedthermalinertia(theoutdoormeteorologicalcondition,heatstoragebodyforms,theindoorheatsource),am