建筑能耗模拟软件热模型的比较研究

摘要

本文以鸿业、DeST和energyplus等能耗模拟软件为计算载体，对能耗模拟软件的负荷计算模型进行了研究分析，主要包括以下几方面的内容： 首先，从定量的角度，发现鸿业和DeST软件中各个热模型的计算结果之间的差异，研究产生这些差异的主要因素，并明确哪些因素对计算结果的准确度是主要的、不能被简化或者忽略的；哪些因素是次要的、可以简化计算或者忽略的。 其次，针对鸿业和DeST软件，在内、外扰量相同，但窗墙比、墙体保温层厚度、墙体保温层位置以及墙体结构类型不同的条件下，模拟计算建筑的采暖、空调负荷，分析比较对应各个软件的计算结果的差异，研究软件负荷计算模型的描述形式对负荷计算结果的影响程度随建筑形式的变化规律。 接着，从定量的角度，发现DeST和EnergyPlus软件中各个热模型的计算结果之间的差异，研究产生这些差异的主要因素，并明确哪些因素对计算结果的准确度是主要的、不能被简化或者忽略的；哪些因素是次要的、可以简化计算或者忽略的。文章还对两种软件在处理建筑屋相邻房间之间热交换的方法上进行了比较研究。 最后，针对DeST和EnergyPlus软件，在内、外扰量相同，但围护结构热工性能、窗墙比、建筑平面布局等不同的条件下，模拟计算建筑的采暖、空调负荷，分析比较对应各个软件的计算结果的差异，研究软件负荷计算模型的描述形式对负荷计算结果的影响程度随建筑形式的变化规律。 本文所采用的研究方法是：通过修改软件内部参数，把其它影响因素保持一致，单独分析某一个因素对房间负荷的影响，从而达到对各个因素分别单独研究的目的，让研究结果更加可靠可信。 本文从建筑热过程的描述上和物理机制上揭示了软件不同的热模型对房间负荷影响上的差异，从而让我们对这三个能耗模拟软件各自的计算特点有了详细的了解，该课题的研究对我们在模拟建筑负荷时模拟软件的准确选择上有重要的指导意义和参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1概述

1.2建筑能耗模拟研究的发展状况

1.2.1现代负荷计算的发展历史

1.2.2国内外的发展及研究现状

1.3课题研究的内容

1.4本章小结

第2章建筑能耗模拟软件的介绍

2.1建筑热过程

2.1.1外扰的热传递过程

2.1.2内扰的热传递过程

2.1.3室外空气渗透与空调送风

2.2鸿业暖通空调负荷计算软件介绍

2.3 DeST软件介绍

2.4 EnergyPlus软件介绍

2.5软件负荷计算特点比较

2.6本章小结

第3章 DeST和鸿业软件热模型的比较

3.1研究对象

3.2软件默认的参数设置下的比较

3.3研究方法介绍

3.4围护结构瞬变传热过程中软件热模型的比较

3.5研究过窗太阳辐射时软件热模型的比较

3.6本章小结

第4章 DeST和鸿业软件热模型差异的影响因素分析

4.1研究方法介绍

4.2室内对流辐射换热模型

4.2.1窗墙比对室内对流辐射换热模型的影响规律

4.2.2保温层厚度对室内对流辐射换热模型的影响规律

4.2.3保温层位置对室内对流辐射换热模型的影响规律

4.2.4墙体结构类型对室内对流辐射换热模型的影响规律

4.3垂直面太阳辐射强度分配模型

4.3.1窗墙比对垂直面太阳辐射强度分配模型的影响规律

4.3.2保温层厚度对垂直面太阳辐射强度分配模型的影响规律

4.3.3保温层位置对垂直面太阳辐射强度分配模型的影响规律

4.3.4墙体结构类型对垂直面太阳辐射强度分配模型的影响规律

4.4过窗太阳辐射热分配模型

4.4.1窗墙比对过窗太阳辐射热分配模型的影响规律

4.4.2保温层厚度对过窗太阳辐射热分配模型的影响规律

4.4.3保温层位置对过窗太阳辐射热分配模型的影响规律

4.4.4墙体结构类型对过窗太阳辐射热分配模型的影响规律

4.5玻璃吸收太阳辐射热引起冷负荷的热模型

4.5.1窗墙比对玻璃吸收太阳辐射热引起冷负荷的热模型的影响规律

4.5.2保温层厚度对玻璃吸收太阳辐射热引起冷负荷的热模型的影响规律

4.5.2保温层位置对玻璃吸收太阳辐射热引起冷负荷的热模型的影响规律

4.5.3墙体结构类型对玻璃吸收太阳辐射热引起冷负荷的热模型的影响规律

4.6本章小结

第5章 DeST和EnergyPlus软件热模型的比较

5.1研究对象

5.2研究方法介绍

5.3默认参数设置情况下房间负荷的比较

5.3.1太阳辐射和外温对无窗房间负荷影响的比较

5.3.2屋顶外表面对流换热系数的变化对中间层房间负荷的影响

5.4 EnergyPlus软件中房间内表面温度的比较

5.5围护结构表面黑度变为0以后房间负荷的比较

5.5.1太阳辐射和外温对无窗房间负荷影响的比较

5.5.2屋顶外表面对流换热系数的变化对中间层房间负荷的影响

5.6太阳辐射和外温通过外墙和外窗对房间负荷的影响

5.6.1默认参数设置情况下房间负荷的比较

5.6.2修改过窗太阳辐射分配热模型后房间负荷的比较

5.7两种软件在处理建筑物相邻房间之间热交换的方法比较

5.8本章小结

第6章 DeST和EnergyPlus软件热模型差异的影响因素分析

6.1研究方法介绍

6.2围护结构内表面以及与空气之间的热交换模型

6.2.1窗墙比对围护结构内表面以及与空气之间的热交换模型的影响规律

6.2.2保温层厚度对围护结构内表面以及与空气之间的热交换模型的影响规律

6.2.2保温层位置对围护结构内表面以及与空气之间的热交换模型的影响规律

6.3.3墙体结构类型对围护结构内表面以及与空气之间的热交换模型的影响规律

6.3过窗太阳辐射热分配模型

6.3.1窗墙比对过窗太阳辐射分配模型的影响规律

6.3.2保温层厚度对过窗太阳辐射分配模型的影响规律

6.3.2保温层位置对过窗太阳辐射分配模型的影响规律

6.3.3墙体结构类型对过窗太阳辐射分配模型的影响规律

6.4相邻房间热交换模型

6.4.1保温层厚度对相邻房间热交换模型的影响规律

6.4.2保温层位置对相邻房间热交换模型的影响规律

6.4.3墙体结构类型对相邻房间热交换模型的影响规律

6.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢