当前课程知识点:建筑环境学 >  第三讲 建筑热湿环境 >  3.5 负荷的计算方法 >  3.5.5计算机模拟分析软件

返回《建筑环境学》慕课在线视频课程列表

3.5.5计算机模拟分析软件在线视频

下一节:思考题3.5-动态和稳态负荷计算

返回《建筑环境学》慕课在线视频列表

3.5.5计算机模拟分析软件课程教案、知识点、字幕

在上个世纪60年代末

随着计算机应用的发展

美国的研究人员就基于逐时稳态计算

开发了一些计算机模拟程序

如GATE

这样就把设计人员从繁杂的手工计算中

解放出来了

随着70年代末石油危机的出现

人们逐渐认识到建筑节能的重要性

同时随着计算机技术的飞速发展和普及

大量复杂的计算就变为可行了

这样就出现了各种各样的

可以进行全年冷热负荷计算的

计算机建筑能耗模拟软件

例如在国际上应用得比较普遍的

美国的DOE-2、EnergyPlus

英国的ESP-r

以及中国的DeST

下面简单介绍一些典型的

建筑能耗模拟分析软件

非常有意思的是

全球几大地区开发的

计算机模拟软件都有着自己独到的风格

首先来看看美国

美国是最早开发

建筑热工性能模拟软件的国家

广泛采用的是反应系数法

最具有代表性的是DOE-2

由美国能源部主持

由劳伦斯伯克利国家实验室开发

于1979年首次发布

它曾经是国际上应用最普遍的

建筑热模拟商用软件

DOE-2采用的是反应系数法

适用于常物性墙体

假定室内温度恒定

不考虑不同壁面

和不同房间之间的相互影响

由于反应系数截取的项数有限

故模拟厚重墙体的时候会造成比较大的误差

但由于美国采用厚重墙体的建筑比较少

所以在应用上问题也不大

90年代后

美国在DOE-2的基础上

开发了升级版的建筑热模拟软件EnergyPlus

最早采用的也是反应系数法

但后来改成了与中国的DeST一样的

状态空间法

欧洲的代表性建筑热模拟软件

是英国Strathclyde大学

于1977-1984年间开发的ESP-r

目前是IES等多种商用模拟软件的

计算核心

ESP-r采用的是有限差分法

来求解一维传热过程

不需要对基本传热方程进行线性化

所以可模拟具有变物性材料

和非线性部件的建筑

比如说有特隆布墙

或相变墙体材料等变物性材料的建筑

由于欧洲有大量厚重围护结构的建筑

而且也是最早开展相变墙体材料

特隆布墙等应用研究的地区

所以采用有限差分法

也有利于开展这方面的研究

采用有限差分法的ESP-r

它的时间步长通常以分钟为单位

所以对计算机的速度和内存

有较高的要求

曾经成为推广应用上的一个障碍

不过随着个人电脑的计算速度

和内存容量的迅速提高

目前这也不算是一个大问题了

最后介绍的是我们中国自己的

建筑能耗模拟分析软件DeST

DeST是上世纪90年代 清华大学开发的

建筑与暖通空调系统分析和辅助设计软件

求解建筑热过程的基本方法是状态空间法

就是借用现代控制论中的

“状态空间”的概念

把建筑物的热过程模型表示成这个形式

在这个式子中

输入项T是空气

围护结构表面温度

与内部温度构成的向量

输出项T上面一个点

是T对时间的导数

扰动项u是由外温变化 太阳辐射

室内长波辐射等各项内外扰组成的向量

A、B、C都是由建筑结构

及其热物性决定的矩阵

状态空间法的求解是在空间上进行离散

在时间上保持连续

对于多个房间的建筑

可对各围护结构和空间列出方程

直接联立求解

不需要把单片墙孤立出来计算

因此可处理多墙面

和多房间之间的相互影响

也可以考虑室内温度的变化

它的解的稳定性以及误差

与时间步长无关

所以时间步长可以取几秒钟

也可以取1小时

但是它与反应系数法

有一个相同的局限性

就是要求系统线性化

限于常物性材料

所以也不能用于模拟

相变墙体材料等变物性材料的热过程

建筑环境学课程列表:

第一讲 绪论

-1.1 建筑环境与人类文明发展

--建筑环境与人类文明发展

-1.2 适应气候的传统民居建筑

--适应气候的传统民居建筑

-1.3 适应气候的各类传统建筑

--适应气候的各类传统建筑

-1.4 本课程的任务与重要性

--本课程的任务与重要性

-补充视频资料

--《走近科学》传统民居--四合院

--《走近科学》传统民居--土窑洞

--CCTV《走进突尼斯》第1集:祖先的窑洞

-练习题

--练习题--作业

第二讲 建筑外环境

-2.1 地球绕日运动的规律

--2.1 地球绕日运动的规律

-2.2 太阳辐射

--太阳辐射

-2.3.1 室外气候

--室外气候

-习题2.1

--习题2.1--作业

-2.3.2 室外气候

--室外气候

-2.4 城市气候

--城市气候

-习题2.2

--习题2.2--作业

-补充视频资料

--CCTV《走近科学》山东交通学院图书馆

第三讲 建筑热湿环境

-3.1 基本概念与术语

--基本概念与术语

-3.2 得热与来源

--得热与来源

-3.3 围护结构的热工特性

--围护结构的热工特性

-3.3.1 通过非透光围护结构的传热过程

--通过非透光围护结构的传热过程

-思考题3.1

--思考题3.1-室外空气综合温度

-思考题3.2

--思考题3.2-夜间辐射

-思考题3.3

--思考题3.3-白屋顶与金属屋顶

-习题3.1

--习题3.1--作业

-3.3.2 通过透光围护结构的传热过程

--通过透光围护结构的得热

--玻璃窗的种类与热工性能

-3.4冷负荷与热负荷的基本原理

--3.4.1基本原理

--3.4.2辐射空调与动态环境的冷负荷

--3.4.3透过非透光围护结构的得热

-思考题3.4

--思考题3.4-LowE玻璃

-习题3.2

--习题3.2--作业

-3.5 负荷的计算方法

--3.5.1典型负荷计算方法和原理

--3.5.2积分变换法原理

--3.5.3反应系数法原理

--3.5.4谐波反应法原理

--3.5.5计算机模拟分析软件

-思考题3.5

--思考题3.5-动态和稳态负荷计算

-习题3.3

--习题3.3--作业

第四讲 人体对热湿环境的反应

-4.1.1 人体热平衡

--人体代谢与体温

--人体与外界的热交换

--服装的作用

--人体的能量代谢

--人体对外的散热方式

-4.1.2 温度感受系统与调节系统

--温度感受系统与调节系统

-习题4.1

--习题4.1--作业

-4.1.3 热感觉与热舒适

--热感觉

--热舒适

--影响热舒适的因素

-4.2 人体对稳态热环境的反应

--热舒适方程与PMV

--其它稳态热反应评价指标

-讨论1

--讨论4.1.1-出汗率与皮肤湿润度

--讨论4.1.2-湿度与呼吸散热

-习题4.2

--第四讲 人体对热湿环境的反应--习题4.2

-4.3 人体对动态热环境的反应

--人体对动态热环境的反应

-4.4 其他热湿环境的物理变量

--其他热湿环境的物理变量

-4.5 热环境与劳动效率

--热环境与劳动效率

-4.6 人体热调节的数学模型

--人体热调节的数学模型

-讨论2

--讨论4.2.1-动态热舒适

-习题 4.3

--习题 4.3--作业

-讨论题:防疫工作服为什么让人感到闷热

-讨论题:如何利用有限的材料快速给自己降温

-讨论:热舒适与热中性的关系

第五讲 室内空气质量

-5.1 概论

--概论

-5.2 室内空气污染源和污染途径

--室内空气污染源和污染途径

-5.3 室内空气污染对人体健康的影响

--室内空气质量对人体的影响

--室内空气污染物对人体影响的生理基础

--各种空气污染物对人体健康的危害(1)

--各种空气污染物对人体健康的危害(2)

-习题5.1

--习题5.1--作业

-5.4 室内空气质量评价方法与标准

--室内空气质量评价方法与标准(1)

--室内空气质量评价方法与标准(2)

-5.5 室内空气污染的控制方法

--室内空气污染的控制方法(1)

--室内空气污染的控制方法(2)

-习题5.2

--第五讲 室内空气质量--习题5.2

第六讲 室内空气环境营造的理论基础

-6.1 概述

--概述

-6.2 室内空气环境营造方法

--室内空气环境营造方法

-习题6.1

--习题6.1--作业

-6.3 基本原理:稀释与置换

--基本原理:稀释与置换

-6.4 室内空气环境的评价指标

--理想稀释与置换时的描述参数

--送风有效性的描述参数

--污染物排除有效性的描述参数

-6.5 主要评价测量指标的测量方法

--主要评价测量指标的测量方法

-习题6.2

--第六讲 室内空气环境营造的理论基础--习题6.2

第七讲 建筑声环境

-7.1 声波的基本物理性质

--声波的基本物理性质

-7.2 人体对声环境的反应原理和噪声评价

--人体对声环境的反应原理和噪声评价

-7.3 声音传播与衰减的原理

--声音传播与衰减的原理

-7.4 材料与结构的声学性能

--材料与结构的声学性能

-7.5 噪声的控制与治理方法

--噪声的控制与治理方法

-习题7

--第7讲 建筑声环境--习题7

-讨论题:生活中的降噪措施

第八讲 建筑光环境

-8.1 光的性质与度量

--光的性质与度量

-8.2 视觉与光环境

--视觉与光环境

-8.3 天然采光

--天然采光

-8.4 人工照明

--人工照明

-8.5 光环境控制技术的应用

--光环境控制技术的应用

-习题8

--第8讲 建筑光环境--习题8

期末考

-期末考

3.5.5计算机模拟分析软件笔记与讨论

也许你还感兴趣的课程:

© 柠檬大学-慕课导航 课程版权归原始院校所有,
本网站仅通过互联网进行慕课课程索引,不提供在线课程学习和视频,请同学们点击报名到课程提供网站进行学习。