供暖建筑物热力模型简化及事故工况仿真研究

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1、硕士学位论文（工程硕士）供暖建筑物热力模型简化及事故工况仿真研究SIMPLIFICATIONOFBUILDINGMODELANDSIMULATIONINHEATINGACCIDENTCONDITIONS张金生哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU833.1学校代码：10213国际图书分类号：697密级：公开工程硕士学位论文供暖建筑物热力模型简化及事故工况仿真研究硕士研究生：张金生导师：王芃副教授申请学位：工程硕士学科：建筑与土木工程所在单位：建筑学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU833.1U.D.C:697Dissert

2、ationfortheMasterDegreeinEngineeringSIMPLIFICATIONOFBUILDINGMODELANDSIMULATIONINHEATINGACCIDENTCONDITIONSCandidate：ZhangJinshengSupervisor：AssociateProf.WangPengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ArchitecturalandCivilEngineeringAffiliation：SchoolofArchitectureDateofDefence：Jun

3、e,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要近年来随着居民生活水平的提高，人们对供暖房间热舒适性的要求也越来越高。供暖建筑的动态热力特性研究对提高热用户的供热可靠性，保障热用户的热舒适性具有重要的指导性意义。本文分析了建筑围护结构热工特性、建筑内部热源以及室外气候条件（室外温度、太阳辐射等）对供暖建筑的综合影响，研究了围护结构的动态传热过程、建立了散热器模型、室内空气的热平衡方程等，并在此基础上建立了建筑分布参数热力模型。以长春某节能建筑为测试建筑，利用分布参数热力模型模拟

4、了供暖建筑在事故工况下和恢复供热工况下建筑模块的动态热力特性。利用实测数据与模拟数据对比的方式验证了模型的合理性，得出了分布参数热力模型在事故工况下和恢复供热工况下能够正确反映建筑温度变化，且具有较高精度的结论。在已知建筑模块温度的基础上，探索了两种计算整栋建筑温度的方法：外围护结构面积指标法和模块面积热指标法，并通过模拟数据对比，得出两种方法具有高度一致性的结论；将模拟建筑温度与不同位置模块的实测温度对比，发现建筑温度与中间层中间户房间温度之间存在一致性。分布参数模型虽然精度高，但是模型的建立和计算求解过程非常繁琐，以简化模型减少计算量为目的，建立了两种集总参数热力模型，即单质点热力模

5、型和多质点热力（7个质点）模型。以分布参数热力模型作为参考模型，通过模型间模拟温度对比的方式，对两种集总参数热力模型进行了简单工况验证和复杂工况验证，发现多质点热力模型能够准确反映供暖建筑的动态热力特性，且具有较高精度；单质点热力模型虽能反映建筑温度在事故工况下的变化趋势但相对于多质点热力模型精度较低，另外，单质点热力模型对扰动因素的变化具有滞后性，在恢复供热工况下模拟建筑温度上升缓慢与实际情况不符。关键词：建筑模拟；动态热力特性；分布参数热力模型；集总参数；供热事故工况-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractForthepastfewyears,withtheimprove

6、mentofresidents'livingstandards,peoplehavehigherandhigherrequirementsforthetemperatureinheatingrooms.Thestudyofthedynamicthermalcharacteristicsofheatingbuildingsisconducivetoimprovingtheheatingreliabilityofheatingusersandensuringthethermalcomfortofheatingusers.Thispaperanalyzesthethermalcharacter

7、isticsofthebuildingenvelopestructure,theinternalheatsourceofthebuilding,andthecomprehensiveinfluenceofoutdoorclimateconditions(outdoortemperature,solarradiation,etc.)ontheheatingarchitecture,studiesthedynamicheattransf