熱激活建筑能源系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)與應(yīng)用
讀者對(duì)象:本書具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性和實(shí)用性，可供從事暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備研發(fā)、低碳建筑設(shè)計(jì)與建筑節(jié)能、超低能耗和零能耗住宅施工和運(yùn)維、低品位與可再生能源高效利用等工作的相關(guān)研發(fā)人員、設(shè)計(jì)人員、工程人員參考，也可供高等學(xué)校土木工程、能源工程、環(huán)境工程及相關(guān)專業(yè)師生參閱，還可為從事碳減排與碳中和等相關(guān)政策制定的政府人員和企業(yè)決策人員提供技術(shù)和數(shù)據(jù)參考。
本書共8章，首先圍繞能源概況與建筑能耗現(xiàn)狀及趨勢(shì)和節(jié)能建筑發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)進(jìn)行了討論；隨后從不同維度針對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱方法與技術(shù)的參數(shù)和特點(diǎn)進(jìn)行了分析和對(duì)比，針對(duì)現(xiàn)有工作的不足和局限之處提出了新的激活建筑能源系統(tǒng)，探討了被動(dòng)式熱激活建筑能源系統(tǒng)在非透光建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的集成設(shè)計(jì)和應(yīng)用、被動(dòng)式熱激活建筑能源系統(tǒng)能量傳輸特性，采用仿真模擬手段研究了被動(dòng)式熱激活復(fù)合墻體的熱工性能，分析了被動(dòng)式熱激活復(fù)合墻體不確定性和敏感性；最后展望了熱激活建筑能源系統(tǒng)未來的發(fā)展方向。
本書具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性和實(shí)用性，可供從事暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備研發(fā)、低碳建筑設(shè)計(jì)與建筑節(jié)能、超低能耗和零能耗住宅施工和運(yùn)維、低品位與可再生能源高效利用等工作的相關(guān)研發(fā)人員、設(shè)計(jì)人員、工程人員參考，也可供高等學(xué)校土木工程、能源工程、環(huán)境工程及相關(guān)專業(yè)師生參閱，還可為從事碳減排與碳中和等相關(guān)政策制定的政府人員和企業(yè)決策人員提供技術(shù)和數(shù)據(jù)參考。
楊洋，合肥工業(yè)大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院講師，工學(xué)博士，主要研究方向?yàn)椋?）低品位與可再生能源建筑一體化及高效利用；
2）建筑熱環(huán)境與建筑節(jié)能；3）低碳建筑技術(shù)與集成應(yīng)用；4）城市熱環(huán)境及其與建筑的交互作用。曾就職于國(guó)家能源集團(tuán)以及亞太經(jīng)合組織可持續(xù)能源中心，現(xiàn)擔(dān)任Applied Energy、Energy Conversion and Management、Renewable Energy等國(guó)際期刊審稿人；在國(guó)內(nèi)外期刊發(fā)表論文10余篇、申請(qǐng)或授權(quán)發(fā)明專利50余項(xiàng)，其中熱激活建筑能源系統(tǒng)與應(yīng)用方面發(fā)明專利15項(xiàng)；主持APEC基金項(xiàng)目、天津市博士科研創(chuàng)新項(xiàng)目和合肥工業(yè)大學(xué)引進(jìn)博士科研項(xiàng)目等縱向課題3項(xiàng)，同時(shí)作為骨干科研人員參與自然科學(xué)基金、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、天津市自然科學(xué)基金、安徽省住建廳科技項(xiàng)目及其它企事業(yè)委托橫向項(xiàng)目共計(jì)12項(xiàng)。
第1章 緒論 1
1.1 建筑能耗現(xiàn)狀及趨勢(shì) 1
1.2 節(jié)能建筑發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 3
參考文獻(xiàn) 4
第2章 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱方法與技術(shù) 5
2.1 無源靜態(tài)保溫隔熱技術(shù) 5
2.2 無源動(dòng)態(tài)保溫隔熱技術(shù) 8
2.2.1 技術(shù)簡(jiǎn)介 8
2.2.2 基于載體密度變化的無源DTI技術(shù) 9
2.2.3 基于載體位置變化的無源DTI技術(shù) 13
2.2.4 基于懸浮顆粒遷移的無源DTI技術(shù) 16
2.2.5 基于載體相態(tài)變化的無源DTI技術(shù) 18
2.3 有源保溫隔熱技術(shù) 24
2.3.1 技術(shù)簡(jiǎn)介 24
2.3.2 基于流體的有源DTI技術(shù) 24
2.3.3 基于固體的有源DTI技術(shù) 32
2.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱方法與技術(shù)對(duì)比分析 39
2.4.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷形成的不同維度解釋 39
2.4.2 不同保溫隔熱方法與技術(shù)對(duì)比 40
2.5 熱激活建筑能源系統(tǒng)現(xiàn)有研究的指導(dǎo)意義 44
參考文獻(xiàn) 44
第3章 被動(dòng)式熱激活建筑能源系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)51
3.1 熱管技術(shù)簡(jiǎn)介及建筑應(yīng)用 51
3.1.1 熱管技術(shù)簡(jiǎn)介 51
3.1.2 熱管技術(shù)建筑應(yīng)用 52
3.2 被動(dòng)式熱激活建筑能源系統(tǒng)的提出與應(yīng)用 53
3.2.1 被動(dòng)式熱激活建筑能源系統(tǒng)的提出 53
3.2.2 被動(dòng)式熱激活建筑能源系統(tǒng)的應(yīng)用 57
3.3 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)集成用TPTL的設(shè)計(jì) 58
3.3.1 建筑集成用TPTL的工質(zhì)選取 59
3.3.2 建筑集成用TPTL的管材選取 60
3.4 被動(dòng)式熱激活復(fù)合墻體的集成設(shè)計(jì) 61
3.4.1 熱激活混凝土墻體能源系統(tǒng)集成方式 61
3.4.2 熱激活磚砌墻體能源系統(tǒng)集成方式 61
3.4.3 熱激活砌塊墻體能源系統(tǒng)集成方式 62
3.4.4 熱激活輕質(zhì)墻體能源系統(tǒng)集成方式 63
參考文獻(xiàn) 65
第4章 被動(dòng)式熱激活建筑能源系統(tǒng)能量傳輸特性67
4.1 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)及測(cè)試方法介紹 67
4.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)與搭建 67
4.1.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與儀器設(shè)備 71
4.1.3 檢測(cè)方案及檢測(cè)步驟 72
4.1.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法 75
4.1.5 不確定度分析 77
4.2 正向啟動(dòng)與循環(huán)過程熱特性分析 77
4.2.1 直接啟動(dòng)過程瞬態(tài)熱響應(yīng)特性 77
4.2.2 間歇啟動(dòng)過程瞬態(tài)熱響應(yīng)特性 84
4.3 關(guān)鍵性能參數(shù)對(duì)啟動(dòng)與循環(huán)過程的影響分析 90
4.3.1 充液率和熱源溫度對(duì)系統(tǒng)熱阻影響 90
4.3.2 充液率和熱源溫度對(duì)啟動(dòng)速度影響 91
4.4 正向持續(xù)運(yùn)行過程熱特性分析 92
4.4.1 瞬態(tài)熱響應(yīng)特性 92
4.4.2 溫度場(chǎng)分布 95
4.4.3 熱阻與注熱特性 97
4.5 反向啟動(dòng)與循環(huán)過程熱特性分析 98
4.5.1 系統(tǒng)壓降與重力作用分析 98
4.5.2 瞬態(tài)熱響應(yīng)特性 101
4.5.3 溫度場(chǎng)分布 104
參考文獻(xiàn) 106
第5章 被動(dòng)式熱激活復(fù)合墻體熱工性能107
5.1 被動(dòng)式熱激活復(fù)合墻體熱工性能 107
5.1.1 ANSYS Workbench軟件介紹 107
5.1.2 幾何模型 109
5.1.3 網(wǎng)格劃分 110
5.2 被動(dòng)式熱激活復(fù)合墻體數(shù)學(xué)模型 111
5.2.1 三維非穩(wěn)態(tài)傳熱過程 111
5.2.2 控制方程與單值性條件 112
5.3 被動(dòng)式熱激活復(fù)合墻體模型驗(yàn)證 113
5.3.1 網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證 113
5.3.2 數(shù)學(xué)模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 116
5.4 夏季工況傳熱分析 118
5.4.1 復(fù)合墻體表面熱響應(yīng)特性 119
5.4.2 復(fù)合墻體內(nèi)部溫度場(chǎng) 125
5.5 冬季工況傳熱分析 128
5.5.1 復(fù)合墻體表面熱響應(yīng)特性 128
5.5.2 復(fù)合墻體內(nèi)部溫度場(chǎng) 134
參考文獻(xiàn) 136
第6章 被動(dòng)式熱激活復(fù)合墻體不確定性和敏感性分析方法137
6.1 不確定性和敏感性分析工作流程 137
6.2 復(fù)合墻體熱特性不確定度表征 139
6.2.1 輸入?yún)?shù)篩選 139
6.2.2 輸入?yún)?shù)范圍確定 140
6.2.3 抽樣設(shè)計(jì)方法 141
6.2.4 抽樣設(shè)計(jì)結(jié)果 142
6.3 復(fù)合墻體熱特性全局敏感性分析方法選用 148
6.3.1 敏感性分析方法簡(jiǎn)介 148
6.3.2 全局敏感性分析方法選擇 150
6.3.3 R語言簡(jiǎn)介 154
6.3.4 輸入?yún)?shù)相關(guān)性分析 154
6.4 熱激活復(fù)合墻體熱特性評(píng)價(jià)方法 155
參考文獻(xiàn) 157
第7章 被動(dòng)式熱激活復(fù)合墻體熱特性全局敏感性分析159
7.1 基于冬季保溫情景的復(fù)合墻體熱特性分析 159
7.1.1 熱激活特性全局敏感性分析 160
7.1.2 內(nèi)外表面?zhèn)鳠崽匦匀置舾行苑治?168
7.1.3 內(nèi)表面熱舒適度特性全局敏感性分析 177
7.1.4 輸入?yún)?shù)綜合排序結(jié)果及分析 187
7.2 基于夏季隔熱情景的復(fù)合墻體熱特性分析 192
7.2.1 熱激活特性全局敏感性分析 192
7.2.2 內(nèi)外表面?zhèn)鳠崽匦匀置舾行苑治?197
7.2.3 內(nèi)表面熱舒適度特性全局敏感性分析 203
7.2.4 輸入?yún)?shù)綜合排序結(jié)果及分析 210
第8章 研究展望與新型熱激活建筑能源系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)用215
8.1 熱激活建筑能源系統(tǒng)研究總結(jié)與展望 215
8.1.1 本書研究成果簡(jiǎn)述 215
8.1.2 熱激活建筑能源系統(tǒng)研究展望 218
8.2 模塊化熱激活建筑能源系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)用 219
8.2.1 模塊化熱激活混凝土墻體能源系統(tǒng) 219
8.2.2 模塊化熱激活磚砌墻體能源系統(tǒng) 221
8.3 固體基熱激活建筑能源系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)用 221
8.4 輕質(zhì)建筑中熱激活建筑能源系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)用 223
參考文獻(xiàn) 226
附錄 主要符號(hào)及縮略語227
附錄1 主要符號(hào)及單位 227
附錄2 縮略語 228
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