太阳能建筑的热物理计算基础

前言

第1章 太阳辐射计算

1.1 基本知识

1.2 根据全辐射实测值分解直射和散射

1.3 直射和散射的计算模型

第2章 室外空气温湿度

2.1 设计气象参数的构成

2.2 全年气象参数的统计构成

2.3 极端气候模型

第3章 建筑传热计算的差分方法

3.1 墙表面温度计算

3.2 墙体内部温度

3.3 房间空气温度

3.4 建筑物温度场

3.5 矩阵方程的迭代计算

第4章 建筑传热计算的传递函数法

4.1 拉氏变换方法

4.2 围护结构传热的s传递函数法

4.3 围护结构传热的反应系数法

4.4 反应系数计算中两个∞的问题

4.5 围护结构传热的z传递函数法

4.6 房间的冷热需求

第5章 建筑表面辐射换热的计算

5.1 建筑室内表面之间的热辐射换热

5.2 表面热辐射换热的光照系数法

5.3墙体外表面与天空的热辐射换热

5.4 墙体表面接受的太阳辐射

第6章 空气流通与渗透

6.1 风压作用下的渗风

6.2 热压作用下的渗风

6.3 建筑构件的空气渗透计算

6.4 渗风量计算的缝隙法

第7章 建筑热分析用的几何模型

7.1 建筑的简化

7.2 表面多边形的顶点坐标

7.3 墙体的面积和房间的体积

7.4 角系数的确定

7.5 太阳在建筑表面的投影及其面积变化

7.6 墙体表面之间的关系

7.7 多边形顶点坐标的确定

附录 平板的反应系数推导过程

参考文献 2100433B

《太阳能建筑的热物理计算基础》从气象参数、建筑传热传质过程以及建筑几何模型等方面，介绍了当前的建筑传热过程的差分方法、传递函数法和反应系数法等主流计算方法的基本原理。为简化复杂建筑结构，《太阳能建筑的热物理计算基础》介绍了一个专用于建筑节能分析的建筑几何模型解决方案。

《太阳能建筑的热物理计算基础》可作为建筑和热能类相关专业的本科教材，并可供暖通空调、建筑技术科学、制冷与低温工程等专业研究生选用，特别可作为太阳能建筑热利用、建筑环境与节能领域的研究开发参考书籍和继续教育读本。

第1章绪论

1．1太阳能建筑简史

1．2我国发展太阳能建筑的现状 …

l．3太阳能建筑基本原则

第2章常见的太阳能建筑应用技术

2．1光能利用

2．2热能利用

2．3电能利用

第3章太阳能的被动式应用经典案例

3．1欧罗波罗斯住宅

3．2东锡拉住宅

3．3“太阳伞”住宅

3．4 Bnrkle—Bleiche老年活动中心

3．5瑞士比尔公寓

3．6雷根斯堡住宅

3．7台湾“捕风塔”会堂——台南艺术大学亚洲音乐与建筑学院

3．8白石城操作控制楼

3．9美国太阳能十项全能竞赛“Solar Decathlon”

3．10世博会未来探索馆项目

3．11北京科技大学体育馆——2008年北京奥运会柔道跆拳道馆

3．12沃森维尔水资源中心

第4章太阳能光热系统一体化经典案例

4．1比约恩路119号住宅

4．2贝丁顿零能耗项目

4．3日本OM Solar太阳能住宅

4．4 Pewddvor 养老院项目

4．5林茨太阳城

4．6挪威卡路斯特瑞格生态住宅

4．7芬兰维基实验新区生态示范住宅

4．8葱仁谷集合住宅改造

4．9山东建筑大学新校区的生态学生公寓梅园一号

4．10塞维利亚世博会英国馆

第5章太阳能发电系统一体化经典案例

5．1美国耶鲁大学克朗会堂(Kroon Hall)

5．2加拿大马尼托巴水电公司大厦

5．3诺华公司办公楼

5．4挪威科技大学太阳能办公楼

5．5西班牙老年痴呆症医疗中心

5．6荷兰能源研究中心实验楼改造

5．7庞贝·法布拉图书馆

5．8宝马世界中心

5．9德国柏林中央火车站

5．10德国柏林议会大厦

5．1l德国联邦环境局办公楼

5．12追日住宅

5．13弗赖堡太阳能社区

5．14德国弗赖堡太阳能工厂

5．1 5德国赫恩继续教育学院

5．16广州新电视塔

5．17德国EWE中心

5．1 8北京清华大学环境能源楼

5．19丹麦绿色灯塔

5．20上海莘庄生态示范楼

5．2l兰州联合国太阳能技术促进转让中心

5．22台湾龙腾体育场

5．23英国Doxfoud国际商务园区太阳能办公楼

5．24英国伦敦市政厅

5．25日本冲绳县系满市政厅

5．26太阳方舟

5．27阿兰吉尔伯特(Alan Gilbel．t)大厦

5．28科罗拉多法院集合住宅

5．29海菲国际公司世界总部

5．30辉瑞(Genzyme)大厦

5．31美国加利福尼亚州交通运输局第七区总部大厦

5．32德·可列尼·阿德·博斯特游客中心

5．33进化生态屋

参考文献2100433B

是用统计方法研究由大量微观粒子组成的物质系统内部热运动规律及其对系统性质的影响。它是从物质的微观结构，即从分子、原子的运动和它们之间的相互作用出发，来研究热现象的规律，构成热现象的微观理论。统计物理学的前身是气体分子运动论。统计物理学是从宏观系统内部的微观结构出发，根据微观粒子所遵从的力学规律，用统计方法，将系统的宏观性质及其变化规律推导出来。所以，统计物理学与热力学两者之间可以相互补充。

热物理性质理想气体

把严格服从波义耳-马略特定律、盖·吕萨克定律和查理定律的想象的气体，称为“理想气体”。气体分子运动论的研究对象主要是气体物质系统。在通常情况下，气体中的分子本身所占的体积，比起气体分子所能自由活动的空间，即气体的体积是小得多的，所以分子本身的大小可忽略不计。例如，在温度为0℃、压强为1大气压下的气体，其密度不到液体的密度的千分之一。在某种情况下忽略气体分子本身的大小对我们研究的问题影响并不大。若在高温低压的情况下，将气体分子本身的大小忽略掉，则影响就更小。至于气体分子之间的相互作用力，由于它随着分子之间距离的增大而迅速地减小，故在一般常温、常压下，也可忽略不计气体分子之间存在着的分子力。也就是说，除了气体分子之间发生碰撞的瞬间之外，可认为气体分子之间是没有相互作用的。此外，也不考虑气体分子的内部结构，即认为分子在碰撞过程中不发生形变。若将气体分子视为刚体，而分子间的碰撞又是完全弹性碰撞，那么，气体分子就遵守动量守恒和动能守恒定律。符合上述要求的气体即称为理想气体。在通常的温度和压强下，理想气体和实际气体的性质差别并不太大。因此，所有的实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，都可近似地看作理想气体。

玻义耳-马略特定律：

它反映气体的体积随压强改变而改变的规律。对于一定质量的气体，在其温度保持不变时，它的压强和体积成反比；或者说，其压强P 与它的体积V 的乘积为一常量，即

盖·吕萨克定律：

它反映了气体体积随温度变化而变化的规律。一定质量的气体，在保持压强不变的情况下，它的体积变化与温度变化成正比，与0℃时的体积成正比，即它的体积随着温度作直线变化，其数学表达式为

查理定律：

它反映了气体压强随温度变化而变化的规律。一定质量的气体，当其体积保持不变时，它的压强P 变化与温度T 的变化成正比，与0℃时气体的压强成正比，即压强随温度作直线变化，其数学表达式为

热物理性质理想气体状态方程

波义耳-马略特定律，盖·吕萨克定律及查理定律给出了一定质量的气体的三个参量P、V、T 中有一个保持不变时，另两个状态参量的变化规律。但是，在实际中，这三个参量往往是同时变化的。对于一定质量的理想气体，在平衡状态下，压强P、体积V 和温度T 之间存有一定的关系，可用两种形式来表示。其一是式中角码1和2分别代表系统所处的两个平衡态。其二是或者写成

就一般电厂而言,灰渣物理热损失,数量很小,可不做回收利用,但就煤矸石热电厂而言,燃用的是煤矸石,本来发热值很低,而灰渣量很大,所以产生的相对灰渣物理热损失很大,就节能、环保等方面的要求,对该厂灰渣物理热的利用问题进行分析论证和评价。计算灰渣物理热损失量,估算经济损失和可回收利用的量,论证灰渣物理热可利用的必要性。提出灰渣物理热回收利用的方法,特点及使用条件。