太陽能建筑的熱物理計算基礎(chǔ)

前言

第1章 太陽輻射計算

1.1 基本知識

1.2 根據(jù)全輻射實測值分解直射和散射

1.3 直射和散射的計算模型

第2章 室外空氣溫濕度

2.1 設(shè)計氣象參數(shù)的構(gòu)成

2.2 全年氣象參數(shù)的統(tǒng)計構(gòu)成

2.3 極端氣候模型

第3章 建筑傳熱計算的差分方法

3.1 墻表面溫度計算

3.2 墻體內(nèi)部溫度

3.3 房間空氣溫度

3.4 建筑物溫度場

3.5 矩陣方程的迭代計算

第4章 建筑傳熱計算的傳遞函數(shù)法

4.1 拉氏變換方法

4.2 圍護結(jié)構(gòu)傳熱的s傳遞函數(shù)法

4.3 圍護結(jié)構(gòu)傳熱的反應(yīng)系數(shù)法

4.4 反應(yīng)系數(shù)計算中兩個∞的問題

4.5 圍護結(jié)構(gòu)傳熱的z傳遞函數(shù)法

4.6 房間的冷熱需求

第5章 建筑表面輻射換熱的計算

5.1 建筑室內(nèi)表面之間的熱輻射換熱

5.2 表面熱輻射換熱的光照系數(shù)法

5.3墻體外表面與天空的熱輻射換熱

5.4 墻體表面接受的太陽輻射

第6章 空氣流通與滲透

6.1 風壓作用下的滲風

6.2 熱壓作用下的滲風

6.3 建筑構(gòu)件的空氣滲透計算

6.4 滲風量計算的縫隙法

第7章 建筑熱分析用的幾何模型

7.1 建筑的簡化

7.2 表面多邊形的頂點坐標

7.3 墻體的面積和房間的體積

7.4 角系數(shù)的確定

7.5 太陽在建筑表面的投影及其面積變化

7.6 墻體表面之間的關(guān)系

7.7 多邊形頂點坐標的確定

附錄 平板的反應(yīng)系數(shù)推導過程

參考文獻 2100433B

《太陽能建筑的熱物理計算基礎(chǔ)》從氣象參數(shù)、建筑傳熱傳質(zhì)過程以及建筑幾何模型等方面，介紹了當前的建筑傳熱過程的差分方法、傳遞函數(shù)法和反應(yīng)系數(shù)法等主流計算方法的基本原理。為簡化復雜建筑結(jié)構(gòu)，《太陽能建筑的熱物理計算基礎(chǔ)》介紹了一個專用于建筑節(jié)能分析的建筑幾何模型解決方案。

《太陽能建筑的熱物理計算基礎(chǔ)》可作為建筑和熱能類相關(guān)專業(yè)的本科教材，并可供暖通空調(diào)、建筑技術(shù)科學、制冷與低溫工程等專業(yè)研究生選用，特別可作為太陽能建筑熱利用、建筑環(huán)境與節(jié)能領(lǐng)域的研究開發(fā)參考書籍和繼續(xù)教育讀本。

第1章緒論

1．1太陽能建筑簡史

1．2我國發(fā)展太陽能建筑的現(xiàn)狀 …

l．3太陽能建筑基本原則

第2章常見的太陽能建筑應(yīng)用技術(shù)

2．1光能利用

2．2熱能利用

2．3電能利用

第3章太陽能的被動式應(yīng)用經(jīng)典案例

3．1歐羅波羅斯住宅

3．2東錫拉住宅

3．3“太陽傘”住宅

3．4 Bnrkle—Bleiche老年活動中心

3．5瑞士比爾公寓

3．6雷根斯堡住宅

3．7臺灣“捕風塔”會堂——臺南藝術(shù)大學亞洲音樂與建筑學院

3．8白石城操作控制樓

3．9美國太陽能十項全能競賽“Solar Decathlon”

3．10世博會未來探索館項目

3．11北京科技大學體育館——2008年北京奧運會柔道跆拳道館

3．12沃森維爾水資源中心

第4章太陽能光熱系統(tǒng)一體化經(jīng)典案例

4．1比約恩路119號住宅

4．2貝丁頓零能耗項目

4．3日本OM Solar太陽能住宅

4．4 Pewddvor 養(yǎng)老院項目

4．5林茨太陽城

4．6挪威卡路斯特瑞格生態(tài)住宅

4．7芬蘭維基實驗新區(qū)生態(tài)示范住宅

4．8蔥仁谷集合住宅改造

4．9山東建筑大學新校區(qū)的生態(tài)學生公寓梅園一號

4．10塞維利亞世博會英國館

第5章太陽能發(fā)電系統(tǒng)一體化經(jīng)典案例

5．1美國耶魯大學克朗會堂(Kroon Hall)

5．2加拿大馬尼托巴水電公司大廈

5．3諾華公司辦公樓

5．4挪威科技大學太陽能辦公樓

5．5西班牙老年癡呆癥醫(yī)療中心

5．6荷蘭能源研究中心實驗樓改造

5．7龐貝·法布拉圖書館

5．8寶馬世界中心

5．9德國柏林中央火車站

5．10德國柏林議會大廈

5．1l德國聯(lián)邦環(huán)境局辦公樓

5．12追日住宅

5．13弗賴堡太陽能社區(qū)

5．14德國弗賴堡太陽能工廠

5．1 5德國赫恩繼續(xù)教育學院

5．16廣州新電視塔

5．17德國EWE中心

5．1 8北京清華大學環(huán)境能源樓

5．19丹麥綠色燈塔

5．20上海莘莊生態(tài)示范樓

5．2l蘭州聯(lián)合國太陽能技術(shù)促進轉(zhuǎn)讓中心

5．22臺灣龍騰體育場

5．23英國Doxfoud國際商務(wù)園區(qū)太陽能辦公樓

5．24英國倫敦市政廳

5．25日本沖繩縣系滿市政廳

5．26太陽方舟

5．27阿蘭吉爾伯特(Alan Gilbel．t)大廈

5．28科羅拉多法院集合住宅

5．29海菲國際公司世界總部

5．30輝瑞(Genzyme)大廈

5．31美國加利福尼亞州交通運輸局第七區(qū)總部大廈

5．32德·可列尼·阿德·博斯特游客中心

5．33進化生態(tài)屋

參考文獻2100433B

是用統(tǒng)計方法研究由大量微觀粒子組成的物質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)部熱運動規(guī)律及其對系統(tǒng)性質(zhì)的影響。它是從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，即從分子、原子的運動和它們之間的相互作用出發(fā)，來研究熱現(xiàn)象的規(guī)律，構(gòu)成熱現(xiàn)象的微觀理論。統(tǒng)計物理學的前身是氣體分子運動論。統(tǒng)計物理學是從宏觀系統(tǒng)內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，根據(jù)微觀粒子所遵從的力學規(guī)律，用統(tǒng)計方法，將系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)及其變化規(guī)律推導出來。所以，統(tǒng)計物理學與熱力學兩者之間可以相互補充。

熱物理性質(zhì)理想氣體

把嚴格服從波義耳-馬略特定律、蓋·呂薩克定律和查理定律的想象的氣體，稱為“理想氣體”。氣體分子運動論的研究對象主要是氣體物質(zhì)系統(tǒng)。在通常情況下，氣體中的分子本身所占的體積，比起氣體分子所能自由活動的空間，即氣體的體積是小得多的，所以分子本身的大小可忽略不計。例如，在溫度為0℃、壓強為1大氣壓下的氣體，其密度不到液體的密度的千分之一。在某種情況下忽略氣體分子本身的大小對我們研究的問題影響并不大。若在高溫低壓的情況下，將氣體分子本身的大小忽略掉，則影響就更小。至于氣體分子之間的相互作用力，由于它隨著分子之間距離的增大而迅速地減小，故在一般常溫、常壓下，也可忽略不計氣體分子之間存在著的分子力。也就是說，除了氣體分子之間發(fā)生碰撞的瞬間之外，可認為氣體分子之間是沒有相互作用的。此外，也不考慮氣體分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即認為分子在碰撞過程中不發(fā)生形變。若將氣體分子視為剛體，而分子間的碰撞又是完全彈性碰撞，那么，氣體分子就遵守動量守恒和動能守恒定律。符合上述要求的氣體即稱為理想氣體。在通常的溫度和壓強下，理想氣體和實際氣體的性質(zhì)差別并不太大。因此，所有的實際氣體在溫度不太低、壓強不太大的情況下，都可近似地看作理想氣體。

玻義耳-馬略特定律：

它反映氣體的體積隨壓強改變而改變的規(guī)律。對于一定質(zhì)量的氣體，在其溫度保持不變時，它的壓強和體積成反比；或者說，其壓強P 與它的體積V 的乘積為一常量，即

蓋·呂薩克定律：

它反映了氣體體積隨溫度變化而變化的規(guī)律。一定質(zhì)量的氣體，在保持壓強不變的情況下，它的體積變化與溫度變化成正比，與0℃時的體積成正比，即它的體積隨著溫度作直線變化，其數(shù)學表達式為

查理定律：

它反映了氣體壓強隨溫度變化而變化的規(guī)律。一定質(zhì)量的氣體，當其體積保持不變時，它的壓強P 變化與溫度T 的變化成正比，與0℃時氣體的壓強成正比，即壓強隨溫度作直線變化，其數(shù)學表達式為

熱物理性質(zhì)理想氣體狀態(tài)方程

波義耳-馬略特定律，蓋·呂薩克定律及查理定律給出了一定質(zhì)量的氣體的三個參量P、V、T 中有一個保持不變時，另兩個狀態(tài)參量的變化規(guī)律。但是，在實際中，這三個參量往往是同時變化的。對于一定質(zhì)量的理想氣體，在平衡狀態(tài)下，壓強P、體積V 和溫度T 之間存有一定的關(guān)系，可用兩種形式來表示。其一是式中角碼1和2分別代表系統(tǒng)所處的兩個平衡態(tài)。其二是或者寫成

就一般電廠而言,灰渣物理熱損失,數(shù)量很小,可不做回收利用,但就煤矸石熱電廠而言,燃用的是煤矸石,本來發(fā)熱值很低,而灰渣量很大,所以產(chǎn)生的相對灰渣物理熱損失很大,就節(jié)能、環(huán)保等方面的要求,對該廠灰渣物理熱的利用問題進行分析論證和評價。計算灰渣物理熱損失量,估算經(jīng)濟損失和可回收利用的量,論證灰渣物理熱可利用的必要性。提出灰渣物理熱回收利用的方法,特點及使用條件。