建筑熱過程隨機(jī)分析論文
時(shí)間:2022-07-05 05:50:00
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摘要:
本文分析了建筑熱過程的隨機(jī)特性的背景,提出一種研究室外隨機(jī)氣象條件和室內(nèi)隨機(jī)自由得熱共同作用下的建筑熱過程的隨機(jī)分析的方法,并給出該方法在暖通空調(diào)中的幾個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域,以及對(duì)該方法的理論和實(shí)測(cè)的驗(yàn)證過程。
關(guān)鍵詞:建筑熱過程隨機(jī)分析供暖空調(diào)
1.背景
建筑熱過程是研究建筑環(huán)境特性、分析評(píng)價(jià)節(jié)能建筑、設(shè)計(jì)建筑環(huán)境的控制系統(tǒng)(供熱、通風(fēng)、空調(diào))的基礎(chǔ)。建筑熱過程是由于室外氣象條件和室內(nèi)各種熱源(人、照明及設(shè)備)作用在建筑物上而造成的建筑室內(nèi)環(huán)境的溫濕度變化。因此它取決于室外氣象狀況、室內(nèi)熱源狀況及建筑物結(jié)構(gòu)的熱性能參數(shù)。然而,由于室外氣象參數(shù)與室內(nèi)的各種熱源均不是確定的過程,而是具有很大的不確定成分的隨機(jī)過程,因此,這些隨機(jī)因素作用于建筑物,使建筑內(nèi)的熱環(huán)境變化過程(理論變化過程)亦成為一隨機(jī)過程。
長(zhǎng)期以來,建筑熱過程基本上都是按照確定性過程來研究,即在確定的氣象參數(shù)和室內(nèi)熱源發(fā)熱量的條件下,做建筑熱過程的計(jì)算,設(shè)計(jì)熱環(huán)境控制系統(tǒng),分析建筑物能耗情況。這樣,如何選取計(jì)算用氣象參數(shù)和室內(nèi)熱源發(fā)熱量,便出現(xiàn)很多問題。
在供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算中,根據(jù)室外氣象參數(shù)的概率分布,統(tǒng)計(jì)出在一定的不保證率下的室外最不利條件作為計(jì)算依據(jù),來進(jìn)行供暖負(fù)荷計(jì)算。但不同的建筑物結(jié)構(gòu)對(duì)室外氣象條件的變化具有不同響應(yīng)(不同窗墻比,不同內(nèi)外墻面積,輕、中、重結(jié)構(gòu)等),再者外溫的不保證率并非室內(nèi)溫度的不保證率,于是導(dǎo)致一些建筑計(jì)算負(fù)荷偏大,設(shè)備選擇過多,造成系統(tǒng)初投資和運(yùn)行費(fèi)的浪費(fèi)。因此,應(yīng)該追求的是要使室內(nèi)溫度在一定水平的不保證率下,供暖負(fù)荷應(yīng)為多少?
在建筑物熱性能評(píng)價(jià)中,按照當(dāng)?shù)氐哪骋惶讟?biāo)準(zhǔn)氣象數(shù)據(jù)(參考年TRY、典型年TMY、標(biāo)準(zhǔn)年SY等)進(jìn)行分析。但實(shí)際上每一年的氣象過程均會(huì)與此標(biāo)準(zhǔn)過程不同,而不同的氣象過程將會(huì)使不同的建筑出現(xiàn)不同的熱響應(yīng)。例如:冬季日照時(shí)數(shù)多時(shí)窗墻比大可以減少供熱負(fù)荷,而日照時(shí)數(shù)少時(shí)窗墻比大又會(huì)增加供熱負(fù)荷。一個(gè)地區(qū)的日照時(shí)數(shù)每年不同,根據(jù)一組確定的數(shù)據(jù)得到的該地區(qū)最佳的窗墻比如何能適合于該地區(qū)實(shí)際上變化多端的氣象環(huán)境呢?由于在隨機(jī)的外界氣象條件下,室內(nèi)溫度或供暖負(fù)荷亦為隨機(jī)過程,因此,評(píng)價(jià)建筑物是否節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為室內(nèi)溫度低于某一給定值的時(shí)間的概率最?。ú还┡瘯r(shí))或冬季累計(jì)供熱量高于某一給定值的概率最?。ü┡瘯r(shí))。
在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備選擇、空調(diào)系統(tǒng)模擬分析等設(shè)計(jì)和研究工作中,亦存在這些問題。目前國(guó)內(nèi)外空調(diào)設(shè)計(jì)都廣泛存在比較大的設(shè)備富裕量。有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)表明,國(guó)內(nèi)或國(guó)外設(shè)計(jì)的北京、廣州等地的一些飯店和賓館的空調(diào)系統(tǒng)選用的制冷機(jī),在一般季節(jié)只運(yùn)行不到裝機(jī)容量的一半,最熱季節(jié)也不到三分之二,有三分之一的制冷機(jī)幾乎不需要用到[1]??照{(diào)設(shè)計(jì)過程中往往對(duì)每個(gè)不確定環(huán)節(jié)乘以一個(gè)大于1的安全系數(shù),如此層層加碼設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)不可避免會(huì)造成設(shè)備容量選擇偏大。由于各種不確定因素的作用,實(shí)際空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是隨機(jī)變化的,因此應(yīng)根據(jù)空調(diào)負(fù)荷這一隨機(jī)變量的概率分布來選擇空調(diào)設(shè)備,也就是在不同概率信度下確定不同的設(shè)備容量,而概率信度的確定則與建筑物的使用功能和業(yè)主的經(jīng)濟(jì)觀念密切相關(guān),體現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中功能與投資的辯證關(guān)系。盡管目前國(guó)內(nèi)外在建筑能耗分析領(lǐng)域不斷開發(fā)和研究出細(xì)致、準(zhǔn)確和更完善的新方法,然而不解決這個(gè)隨機(jī)性的問題,使用再準(zhǔn)確的方法也不能全面地反映出室外氣象條件和室內(nèi)熱源的隨機(jī)性,也無法得出真正反映實(shí)際建筑物熱過程狀況的結(jié)果。
由以上分析可見,在建筑熱過程的分析與研究中,真正追求的不應(yīng)該是在一定條件下的建筑物室內(nèi)溫度變化或需要的冷、熱量,而是在一定條件下建筑物室內(nèi)溫度變化的概率分布及所需冷熱量的概率分布(由于建筑物的熱慣性,此概率分布往往不同于室外氣象參數(shù)的概率分布),將能比較完善地解決上述一些問題,得出符合實(shí)際的結(jié)論。
2.研究的基本問題和方法
計(jì)算上述概率分布的方法之一就是直接用當(dāng)?shù)貙?shí)測(cè)的50年或100年的氣象數(shù)據(jù),再通過現(xiàn)行的各種建筑物能耗分析程序進(jìn)行模擬計(jì)算,得到這個(gè)建筑物50年或100年內(nèi)的室內(nèi)溫度或所需冷熱量的變化情況,然后再通過統(tǒng)計(jì)得到其概率分布。這種方法從理論上講可以妥善解決上述問題,但計(jì)算量非常大,同時(shí)也很難使每個(gè)實(shí)際工作者都掌握50年或100年的氣象數(shù)據(jù),這就使它很難被真正用來解決任何實(shí)際問題。
再一條途徑就是直接的隨機(jī)的分析方法。建筑熱過程的求解實(shí)際是求解一組微分方程組,而外界氣象條件及室內(nèi)熱擾動(dòng)就是此微分方程組的邊界輸入?yún)?shù)。如果這些邊界輸入?yún)?shù)均為隨機(jī)過程,則此方程組成為隨機(jī)微分方程組。直接求解這組微分方程組,找出作為解的隨機(jī)過程的各種統(tǒng)計(jì)參數(shù),即可以得到上述這種概率分布,從而有可能發(fā)展成一種較為簡(jiǎn)單的方法,直接用來解決上述這些實(shí)際問題。
國(guó)內(nèi)外學(xué)者從80年代初就開始探討隨機(jī)分析的方法。1981年泰國(guó)學(xué)者Tanthapanichakoon等人采用MonteCarlo法研究太陽(yáng)房的隨機(jī)特性[8],他們考慮到熱平衡方程方程組邊界條件和方程系數(shù)的隨機(jī)性共,引進(jìn)32個(gè)正態(tài)分布的隨機(jī)變量,規(guī)定它們的期望值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和最大最小允許值,再用隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生這32個(gè)隨機(jī)變量的樣本,然后求解太陽(yáng)房的熱平衡方程組,得到逐時(shí)室溫和輔助熱源功率。如此進(jìn)行多次隨機(jī)模擬,最后統(tǒng)計(jì)出室溫和輔助熱源功率的期望值和方差。這種方法效率極低,而且無法考慮隨機(jī)因素在時(shí)間上的自相關(guān)和互相關(guān)關(guān)系。1985年加拿大學(xué)者Haghighat等人研究房間在室外氣象等隨機(jī)因素作用下的室溫隨機(jī)過程[9],他們同樣把隨機(jī)因素當(dāng)成相互獨(dú)立的變量,然后用It?隨機(jī)積分方法求解房間的熱平衡方程組,得到室溫的期望值和二、三個(gè)階矩。這種方法雖然提高了效率,但也無法考慮各種隨機(jī)因素之間的相關(guān)性。1987年瑞士學(xué)者Sxartezzni等人采用有限MarkovChain方法研究被動(dòng)式太陽(yáng)房的能耗和熱舒適性[10],他們把外溫和太陽(yáng)輻射離散成Markov狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣,然后用顯式差分求解狀態(tài)空間法描述的房間的熱平衡方程組,得到由各狀態(tài)點(diǎn)溫度的狀態(tài)組成的轉(zhuǎn)移矩陣,進(jìn)一步求得室溫或熱舒適指標(biāo)PMV處于某個(gè)狀態(tài)的概率。這種方法也存在同樣的不足。1990年日本學(xué)者Hokoi等人采用優(yōu)化控制理論研究間歇空調(diào)熱負(fù)荷的隨機(jī)特性[11],他們建立了室外氣象參數(shù)的ARMA模型,然后把氣象模型代入狀態(tài)空間描述的房間的熱平衡方程組,再采用龍格庫(kù)塔法(積分時(shí)間步長(zhǎng)為0.01小時(shí))求解得到的狀態(tài)點(diǎn)溫度的一、二階矩方程組。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是考慮到室外氣象參數(shù)在時(shí)間上的自相關(guān)和互相關(guān)關(guān)系。但是由于要直接求解矩方程組,因此只能用少數(shù)的幾個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度來表達(dá)房間的熱狀態(tài),否則計(jì)算量相當(dāng)之大。所以這種方法求解的結(jié)果不適合于實(shí)際結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑物。
筆者在十幾年的研究過程中,逐步提出一種新的隨機(jī)分析方法--STOAN(Sto-chasticAnalysis)方法,這主要解決以下四個(gè)基本問題。
2.1建立隨機(jī)氣象模型和室內(nèi)熱擾動(dòng)模型
其目的是找到一種描述這兩個(gè)隨機(jī)過程的方法,從而做到進(jìn)一步的分析。對(duì)于氣象條件本研究建立了外溫、絕對(duì)濕度、太陽(yáng)直射和散射這四個(gè)參數(shù)的隨機(jī)模型[2]。這個(gè)模型由逐日和逐時(shí)兩個(gè)子模型構(gòu)成。取日均外溫、外溫波幅、日均濕度、濕度波幅和水平日總輻射系數(shù)KT這五個(gè)參數(shù)作為逐日模型的基本量,通過平穩(wěn)性變換將其變換為一個(gè)確定的時(shí)變過程和一個(gè)平穩(wěn)的隨機(jī)過程,利用多維時(shí)間序列方法建立ARMA模型來描述此平穩(wěn)過程。在逐日參數(shù)的基礎(chǔ)上,逐時(shí)模型則是用"型函數(shù)"的方法,直接由逐日參數(shù)表出:
(1)
其中φt,φw,φQd和φQf為根據(jù)大量實(shí)際氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)出的型函數(shù),tm,tp,Wm,Wp,KT則為上述五個(gè)逐日參數(shù)。這個(gè)模型通過大量統(tǒng)計(jì)方法檢驗(yàn),證明比較好地反映了實(shí)際的氣象變化過程。對(duì)于室內(nèi)熱源熱擾動(dòng),可以看作一個(gè)正態(tài)分布的隨機(jī)變量,但不同場(chǎng)合下其均值與方差的隨機(jī)變量,但不同場(chǎng)合下其均值和方差的變化范圍還有待于大量的統(tǒng)計(jì)工作來確定。
2.2建筑熱過程模型的建立
現(xiàn)行的一些方法不適合于這種隨機(jī)分析,為此采用現(xiàn)代控制論中"狀態(tài)空間"的概念,提出"狀態(tài)空間法"[3]。此方法可以對(duì)具有多個(gè)區(qū)域(ZONE)的建筑物的熱過程給出用熱平衡法描述的細(xì)致過程。對(duì)域內(nèi)各表面間的長(zhǎng)波輻射、各域間的空氣流動(dòng)、內(nèi)外遮陽(yáng)等過程,均能細(xì)致描述。對(duì)于一個(gè)建筑物的動(dòng)態(tài)熱過程,此模型可以表述為
C·t=A·t+B·u(2)
t為包括建筑物各圍護(hù)體表面及其內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和室內(nèi)空氣節(jié)點(diǎn)的溫度構(gòu)成的向量;u為外擾向量,由室外氣象環(huán)境及室內(nèi)熱源發(fā)熱量構(gòu)成;A、B、C則為由建筑結(jié)構(gòu)熱特性構(gòu)成的矩陣,上式的解可以寫作
(3)
y(τ)為我們所關(guān)心的輸出參數(shù),如室溫、圍護(hù)體表面溫度等。φi,λi則為由A、B和C導(dǎo)出的系數(shù)向量序列和系數(shù)序列。式(2)、式(3)的形式使我們能比較方便地進(jìn)行下一步的隨機(jī)分析。
2.3隨機(jī)微分方程的求解
將隨機(jī)氣象模型作為u代入式(2)即得到反映建筑物隨機(jī)熱過程的隨機(jī)微分方程。它的解可由一個(gè)確定部分與一個(gè)隨機(jī)部分之和表出。這樣,確定部分即是隨機(jī)過程的期望過程,而通過計(jì)算隨機(jī)部分的各階矩即可得到解的各種統(tǒng)計(jì)特性,這一部分的詳細(xì)內(nèi)容見[4]。
2.4過門檻問題的求解
僅得到室溫這一隨機(jī)過程的概率分布,還不能直接分析和解決實(shí)際問題。實(shí)際工程的設(shè)計(jì)與分析問題是;對(duì)于一個(gè)隨機(jī)過程,求此過程通過一給定上限或下限值的時(shí)間與總時(shí)間之比的概率。例如冬季供暖負(fù)荷計(jì)算,我們要求的是在已知設(shè)備容量下,在供暖期內(nèi)室溫低于一指定值(例如18℃)的時(shí)間占整個(gè)供暖期時(shí)間的百分比這一隨機(jī)變量的概率分布,由此才能真正得到在某一不保證率下所要求的供暖負(fù)荷。同樣對(duì)于被動(dòng)式太陽(yáng)房的評(píng)價(jià)則是看此太陽(yáng)房室溫低于一指定值的時(shí)間占整個(gè)冬季時(shí)間之比的概率分布;對(duì)于評(píng)價(jià)建筑物夏季過熱問題則是看此建筑夏季室溫超過一指定值的時(shí)間占整個(gè)夏季時(shí)間的百分比這一隨機(jī)變量的概率分布。這一類問題都是典型的過門檻問題,當(dāng)室溫t是一隨機(jī)過程時(shí),對(duì)于給定溫度t0,求概率
(4)
式中g(shù)(x)為單位階躍函數(shù),C0為過熱比,(τ1,τ2)為夏季時(shí)間。
STOAN給出一種積分方法可直接求取此隨機(jī)變量的期望值和二階矩,基本上得到它的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,并用來解決一些工程實(shí)際問題[6][7]。已開發(fā)出的STOAN軟件可以在PC機(jī)上運(yùn)行,在PC386/33上使用,對(duì)于一個(gè)2~3個(gè)域的建筑,可以用2~3分鐘得到全部隨機(jī)解。
3方法的檢驗(yàn)
STOAN方法在真正用于解決實(shí)際問題之前,還需要對(duì)其進(jìn)行深入的驗(yàn)證,證實(shí)其正確性。檢驗(yàn)和驗(yàn)證按如下方法進(jìn)行:
3.1隨機(jī)氣象模型的檢驗(yàn)
檢驗(yàn)包括對(duì)建模過程的檢驗(yàn)和對(duì)比模型模擬產(chǎn)生的隨機(jī)氣象參數(shù)的檢驗(yàn),詳細(xì)內(nèi)容見[2]。建模過程的檢驗(yàn)包括:
用已知的10年的實(shí)測(cè)氣象數(shù)據(jù),經(jīng)過平衡性變換,檢驗(yàn)其變換后的過程是否為平衡過程;
檢驗(yàn)平穩(wěn)性變換后的過程是否為正態(tài)過程;
用此平穩(wěn)過程擬合成時(shí)間序列模型,再將原平穩(wěn)過程代入,檢查其殘差過程是否為白噪聲。上述三個(gè)檢驗(yàn)均在95%的置信度上通過,因此模型的建立過程是正確的。
用此隨機(jī)氣象模型模擬出10年的氣象參數(shù),再將各月的溫度、濕度和太陽(yáng)輻射的概率分布與由10年的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到的結(jié)果相比較,亦表明模型的可靠性。
3.2狀態(tài)空間法的建筑熱過程模型的檢驗(yàn)
通過IEA(InternationalEnergyAgency)組織的annex21國(guó)際合作,對(duì)目前世界上流行的十幾個(gè)建筑模擬程序進(jìn)行比較,BTP程序也被列為比較和檢驗(yàn)的程序之一。檢驗(yàn)的方法是對(duì)兩個(gè)輕、重型標(biāo)準(zhǔn)建筑,使用丹麥哥本哈根的典型年氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬計(jì)算。計(jì)算無供熱和空調(diào)時(shí)自然室溫的全年變化情況和給定室內(nèi)溫度上下限,通過理想的加熱器和冷卻器,使房間溫度處于此上下限之間,計(jì)算其加熱器熱量和冷卻器冷量。各種程序的上述模擬計(jì)算結(jié)果被送到英國(guó)建筑研究中心(BRE)去進(jìn)行統(tǒng)一的分析比較。從自然室溫的變化、最大加熱和冷卻量、全年累計(jì)加熱和冷卻量等一系列指標(biāo)上看,BTP軟件均處于十幾個(gè)被檢驗(yàn)軟件的模擬結(jié)果的平均值附近,從幾個(gè)參數(shù)看均優(yōu)于目前在歐洲滸的模擬軟件ESP。由此證明了BTP亦即狀態(tài)空間法的正確性,詳細(xì)的比較驗(yàn)證文件見[5]。
3.3隨機(jī)微分方程的求解與過檻問題的解的檢驗(yàn)
這里檢驗(yàn)的問題是,采用此種直接求解的方法所得到的各種統(tǒng)計(jì)參數(shù)是否就是實(shí)際隨機(jī)過程的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。也就是說,采用這種直接求解的方法所得到的結(jié)果與直接利用50年或100年的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬計(jì)算再通過統(tǒng)計(jì)所得到的結(jié)果是否一致。由于氣象模型與建筑熱過程模型均已通過檢驗(yàn),因此可以直接利用隨機(jī)氣象模型產(chǎn)生50年的氣象數(shù)據(jù),再用這50年的氣象數(shù)據(jù)通過BTP程序進(jìn)行模擬,統(tǒng)計(jì)其模擬結(jié)果再與STOAN方法解出的結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明STOAN方法給出的解與模擬統(tǒng)計(jì)得到的解基本一致,因此STOAN方法可以用來分析和解決實(shí)際工程問題。
4.實(shí)際應(yīng)用
作為初步嘗試,利用STOAN方法解決了兩個(gè)建筑熱環(huán)境研究的實(shí)際問題。
4.1冬季供暖負(fù)荷計(jì)算(詳見[6])
要求建筑物在一定的概率P0下(如97%)室溫不保證率為C0(例如0.02)時(shí)的供暖負(fù)荷,也就是計(jì)算在此概率P0下供暖期的1-C0的時(shí)間內(nèi)(98%的時(shí)間內(nèi))房間無供暖的自然室溫的最下限t0,亦即求t0使
(5)
這樣求得的t0即可以作為供暖室外綜合計(jì)算溫度按照穩(wěn)定傳熱計(jì)算供暖負(fù)荷。這樣確定的室外綜合計(jì)算溫度便與建筑結(jié)構(gòu)有關(guān),[6]以北京地區(qū)一典型結(jié)構(gòu)的房間為例,求得不同概率信度下不同室溫不保證率下的供暖室外綜合計(jì)算溫度。
在對(duì)建筑形式和圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行分類后,有可能分別計(jì)算出北方各地區(qū)不同建筑類型不同概率信度下的不同不保證率時(shí)的供暖室外綜合計(jì)算溫度,從而使供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)際更相符,解決設(shè)備容量偏大,造成投資高和運(yùn)行效率低的問題。
4.2夏季建筑物室內(nèi)過熱度(overheating)分析(詳見[7])
什么樣的建筑物能在夏季室內(nèi)溫度不太高或過高的時(shí)間較少,這是做建筑環(huán)境設(shè)計(jì)中考慮的重要因素,而合理的建筑形式和結(jié)構(gòu)又與建筑物所在地的氣象條件有關(guān)。采用隨機(jī)分析方法,可以得到不同的建筑形式與結(jié)構(gòu)下夏季室溫的概率分布,和室溫超過某一設(shè)定值的時(shí)間所占夏季總時(shí)間之比這一隨機(jī)變量的概率分布。對(duì)北京市典型住宅建筑的過熱情況進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明:室內(nèi)熱源、陽(yáng)面外窗墻比和房間的換氣次數(shù)對(duì)夏季室溫過熱度影響大,外窗的遮陽(yáng)情況(如帶窗簾否)和房間的通風(fēng)制度也有一定影響,而圍護(hù)結(jié)構(gòu)的輕、中、重型的影響較小。
5.今后進(jìn)一步開展的工作
建筑熱過程的隨機(jī)分析在實(shí)際建筑物HVAC系統(tǒng)及太陽(yáng)房設(shè)計(jì)中有廣闊的應(yīng)用前景,進(jìn)一步的應(yīng)用性研究將包括:
5.1供暖負(fù)荷計(jì)算用室外綜合計(jì)算溫度的簡(jiǎn)化算法
通過對(duì)建筑物分類和對(duì)我國(guó)各地區(qū)氣象模型的建立,得到各地區(qū)不同形式不同結(jié)構(gòu)的建筑物在不同概率信度下的不同不保證率所要求的供暖室外綜合計(jì)算溫度,通過簡(jiǎn)單的圖表或PC機(jī)Database的形式給出,以供設(shè)計(jì)人員在做供暖工程設(shè)計(jì)時(shí)使用。
5.2空調(diào)設(shè)備的選擇
由于建筑物空調(diào)負(fù)荷實(shí)際上是隨機(jī)過程,新風(fēng)負(fù)荷也是隨機(jī)過程,因此空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備負(fù)荷是隨機(jī)過程,設(shè)備容量選擇應(yīng)以設(shè)備負(fù)荷的最大值的概率分布為依據(jù),只有這樣設(shè)計(jì)出的空調(diào)系統(tǒng)才能體現(xiàn)出功能與投資的辯證關(guān)系,根據(jù)不同的概率信度去選擇不同容量的空調(diào)設(shè)備,即節(jié)省總投資,又保證空調(diào)設(shè)計(jì)要求。
5.3被動(dòng)式太陽(yáng)房的評(píng)價(jià)和優(yōu)化分析
被動(dòng)式太陽(yáng)房的評(píng)價(jià)應(yīng)以冬季室溫低于某一給定值(如18℃)的時(shí)間占冬季總時(shí)間的百分比或?yàn)榫S持室溫不低于18℃所需投入的冬季輔助熱源總熱量為依據(jù),這兩個(gè)指標(biāo)均為隨機(jī)變量,用STOAN方法可以求出它們的概率分布,從而才能合理地評(píng)價(jià)太陽(yáng)房性能,并指導(dǎo)太陽(yáng)房的設(shè)計(jì)。
6.參考文獻(xiàn)
1李娥飛.暖通空調(diào)設(shè)計(jì)通病分析手冊(cè).北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1991.
2江億.空調(diào)負(fù)荷計(jì)算用的隨機(jī)氣象模型.制冷學(xué)報(bào),1981,(3):45
3JiangY.State-spacemethodforthecalculationofair-conditioningloadsandthesimulationofthermalbehaviouroftheroom.ASHRAETrans.1981,88(2):122~132.
4江億,洪天真.建筑熱過程的隨機(jī)分析.清華大學(xué)學(xué)報(bào),1993,(6)
5BloomfieldD,HamondS.IEA21SUBTASKBBENCHMARKTESTS,IEA21RN256/92
6洪天真,江億.冬季供暖系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算用的室外綜合計(jì)算溫度.暖通空調(diào),1993,(3):10
7JiangY.HongTZ.Stochasticanalysisofbuildingthermalprocesses.Building&Environment,1993,(11)
8TanthapanichakoonW,HimmelblauDM.Astochasticanalysisofasolarheatedandcooledhouse,ASMETrans.1981,103:158~166
9HaghighatF,etal.Thermalbehaviourofbuildingsunderrandomconditions.Appl.Math.Modelling,1987,11:349~356
10Scartezzini,etal.UsingMarkovianstochasticmodellingtopredictenergyperformancesandthermalcomfortofpassivesolarsystems.EnergyandBuildings,1987(10):135~150
11HokoiS,MatsumotoM.Ananalysisofstochasticoftheheatingloadinanintermittentlyair-conditionedbuildingbyoptimalcontroltheory.EnergyandBuildings,1990/1991,15-16:525~531