【技术实现步骤摘要】
本公开涉及建筑结构优化的，具体地，涉及一种用于室内热湿双效调节的内嵌管式复合围护结构的优化方法。
技术介绍
1、建筑内部温度和湿度对人体的舒适感有着极大的影响，在追求热舒适感控制建筑内部温湿度的同时，不同的供冷、供热以及除湿、加湿系统也会影响建筑的能耗，导致建筑整体的能源消耗增加。根据世界能源署(international energy agency)的报告，建筑能耗为全球总能耗的30％，建筑直接二氧化碳排放量占全球直接二氧化碳排放量的26％，良好的室内供能设施及湿度控制系统不仅可以满足人员对热舒适的需求，还能够降低建筑的能耗及二氧化碳排放量。
2、目前，建筑内部温度控制主要采用单联机空调、多联机空调、散热器系统者地板辐射系统。然而，这些方法无法同时满足冬季供热和夏季冷的需求。并且，这些温度控制方法需要对室内环境进行改造或者加装额外设备，导致初投资增加。此外，传统的空调系统仅对室内空气进行处理，而对室内各个表面的辐射温度难以控制，仍然会导致室内人员具有温度不舒适的感受。另外，传统的地板辐射系统仅针对冬季供暖情况设计，未考虑夏季制冷的情况，并且夏季使用辐射系统往往会导致辐射表面出现结露问题，进一步导致室内霉菌滋生、建筑结构受损等问题。
3、针对建筑内部的除湿方法，目前建筑中主要采用露点除湿、液体除湿和固体吸湿剂除湿三种方法。露点除湿是表冷器将空气温度降低到空气露点温度，使得空气内部水分析出来，达到除湿的目的。然而，析出的水分会导致室内卫生问题，并增加建筑的能耗。液体除湿和固体吸湿剂除湿则是通过吸附原理来吸收
技术实现思路
1、有鉴于此，本公开提供了一种用于室内热湿双效调节的内嵌管式复合围护结构的优化方法，以至少部分解决上述技术问题。具体地，本公开提供的技术方案如下：
2、本公开提供了一种热湿双效调节的内嵌管式复合围护结构的优化方法，包括：
3、获取复合建筑围护结构的基础参数，基础参数包括：围护结构材料物性参数、非内嵌管层的材料厚度；
4、基于基础参数对内嵌管复合建筑围护结构导热热阻进行简化，得到复合建筑围护结构的简化热阻；
5、利用预定仿真算法，基于内嵌管复合建筑围护结构的设计参数建立配置内嵌管式复合建筑围护结构的建筑动态仿真模型；
6、基于建筑动态仿真模型，调整设计参数，得到对应多组设计参数下室内环境的模拟温度、模拟湿度和模拟能耗；其中，设计参数包括：内嵌管道参数、结构层厚度、内嵌管道层位置、吸湿层厚度；
7、基于多组模拟温度、模拟湿度和模拟能耗，以及目标温度、目标湿度和能耗水平，从设计参数中确定优选的复合建筑围护结构，以生成满足目标室内舒适度和目标能耗的优化方案。
8、根据本公开的实施例，基于基础参数对内嵌管复合建筑围护结构导热热阻进行简化包括：
9、利用等效热阻模型和形状因子模型，计算得到复合建筑围护结构的简化热阻。
10、根据本公开的实施例，利用等效热阻模型和形状因子模型，计算得到复合建筑围护结构的简化热阻包括：
11、基于复合建筑围护结构中管道层的导热过程，利用等效热阻模型生成具有均质热阻的内嵌管道结构参数；
12、基于内嵌管道结构内管道的几何结构，采用形状因子模型计算得到内嵌管道结构的导热形状因子；
13、基于等效热阻公式结合结构参数和导热形状因子，计算得到管道层的简化热阻。
14、根据本公开的实施例，内嵌管道结构参数包括：包括第一结构参数和第二结构参数；
15、第一结构参数为内嵌管道的中心到复合建筑围护结构内表面的距离；
16、第二结构参数为内嵌管的的中心到管道层表面的距离。
17、根据本公开的实施例，管道层的等效热阻公式如下所示：
18、
19、其中，m为管道层内的内嵌管道间距；
20、h1为第一结构参数；
21、r为管道层内内嵌管道的半径；
22、λpipeline为管道层内嵌管道材料导热系数，w/(m·k)。
23、根据本公开的实施例，内嵌管道结构的形状因子为：
24、
25、其中，
26、
27、l为管道层内嵌管道的纵向长度；
28、m为管道层内嵌的管道间距；
29、r为管道层内内嵌管道的半径；
30、h1为第一结构参数。
31、根据本公开的实施例，利用预定仿真算法，基于内嵌管复合建筑围护结构的设计参数建立配置内嵌管复合建筑围护结构的建筑动态仿真模型包括：
32、根据所述围护结构材料物性参数、非内嵌管层的材料厚度、建筑形状信息、建筑使用信息、外部气象参数、吸湿材料种类，采用建筑能耗仿真软件和动态建模软件进行联合仿真，以建立所述内嵌管复合建筑围护结构模型。
33、根据本公开的实施例，利用预定仿真算法，基于内嵌管复合建筑围护结构的设计参数建立配置内嵌管式复合建筑围护结构的建筑动态仿真模型包括：
34、采用建筑能耗仿真软件建立建筑系统、冷源系统，采用动态建模软件建立控制系统，模拟设置建筑围护结构、室内热湿源、调湿材料、内嵌管管辐射供能结构、控制结构，并通过标准化接口实现动态模拟的交互与联调，形成内嵌管复合建筑围护结构模型。
35、根据本公开的实施例，调湿材料构成吸湿层，内嵌管式辐射供能结构包括结构层和管道层。
36、根据本公开的实施例，基于多组模拟温度、模拟湿度和模拟能耗，以及目标温度、目标湿度和目标能耗，从设计参数中确定优选的复合建筑围护结构，以生成满足目标室内舒适度和目标能耗的优化方案包括：
37、计算室内模拟温度对应于目标温度的目标温度偏差；
38、计算室内模拟湿度对应于目标湿度的目标湿度偏差；
39、计算建筑模拟能耗对应于目标建筑的能耗水平；
40、根据目标温度偏差、目标湿度偏差和能耗水平，生成满足目标室内舒适度和能耗水平的优化方案。
41、根据本公开的实施例，在目标温度偏差和目标湿度偏差的绝对值大于预设偏差阈值的情况下，根据目标温度偏差和目标湿度偏差和能耗水平调整设计参数；
42、在目标温度偏差和目标湿度偏差的绝对值小于预设偏差阈值的情况下，生成优化方案。
43、基于上述技术方案，本公开提供的热湿双效调节的内嵌管式复合围护结构的优化方法，至少包括以下有益效果之一：
44、(1)在本公开的实施例中，获取内嵌管复合建筑围护结构中结构材料及模拟环境的基础参数，对内嵌管复合建筑围护结构的传热机理进行分析，采用等效热阻模型和形状因子模型，将复杂的内嵌管式辐射供能结构中管道向室内表面的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热湿双效调节的内嵌管式复合围护结构的优化方法，包括：
2.根据权利要求1所述的优化方法，其中，基于所述基础参数对所述内嵌管复合建筑围护结构导热热阻进行简化包括：
3.根据权利要求2所述的优化方法，其中，
4.根据权利要求3所述的优化方法，其中，
5.根据权利要求4所述的优化方法，其中，
6.根据权利要求4所述的优化方法，其中，
7.根据权利要求1所述的优化方法，其中，
8.根据权利要求7所述的优化方法，其中，
9.根据权利要求1所述的方法，其中，
10.根据权利要求9所述的优化方法，其中，
【技术特征摘要】
1.一种热湿双效调节的内嵌管式复合围护结构的优化方法，包括：
2.根据权利要求1所述的优化方法，其中，基于所述基础参数对所述内嵌管复合建筑围护结构导热热阻进行简化包括：
3.根据权利要求2所述的优化方法，其中，
4.根据权利要求3所述的优化方法，其中，
5....
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓晨，关文泽，刘定洲，王睿智，江怡萱，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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