一种分析建筑物太阳能传热性能的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种分析建筑物太阳能传热性能的方法及装置，包括：获取建筑几何描述信息和建筑墙体参数，其中，所述建筑几何描述是将建筑表面采用一组多边形表示，且各个多边形分别以多边形顶点坐标描述，所述建筑墙体参数描述了建筑墙体的材料及热性能；根据所述建筑几何描述信息和建筑墙体参数计算获得描述建筑物太阳能传热性能的参数。本发明专利技术实施例提供的技术方案可以将较为复杂的墙体通过相应的建筑几何描述信息进行描述，从而便于根据建筑墙体的材料及热性能对建筑物的太阳能传热性能进行分析。即通过本发明专利技术实施例提供的技术方案，能够简单、方便地对建筑物进行太阳能传热性能的分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能建筑节能
，尤其涉及一种分析建筑物太阳能传热性能的方法及装置。
技术介绍
目前，国家规定建筑节能的指标是强制性的；建筑中必须考虑太阳的热利用，即理想的节能建筑应在最少的能量消耗下，满足在不同季节、不同区域控制接收或阻止太阳辐射。为此，在建筑设计中，针对建筑物的太阳能传热性能的分析是必不可少的，这样，才能够根据建筑物的太阳能传热性能对建筑物进行合理的节能设计。 然而，目前通常采用的建筑物太阳能传热性能分析手段对结构简单的建筑能够进行有效分析，而对实际的复杂建筑结构进行有效的太阳能传热性能分析则是很困难。这显然无法满足快速发展的新型建筑的太阳能传热性能分析需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种分析建筑物太阳能传热性能的方法及装置，以提供一种能够简单、方便地对实际建筑物进行太阳能传热性能的分析的技术手段。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的(与权利要求书对应)由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的技术方案可以将较为复杂的实际建筑通过相应的建筑几何描述信息进行统一描述，从而便于根据建筑墙体的材料及热性能对建筑物的太阳能传热性能进行准确分析，即通过本专利技术实施例提供的技术方案，能够简单、方便地描述建筑物几何和热特征，便于准确分析太阳能传热性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图I为本专利技术实施例提供的方法的处理过程示意图；图2为本专利技术的具体实现方式的处理过程示意图；图3A-图3E分别为本专利技术实施例中涉及的五种墙体结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的装置的结构示意图。具体实施例方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术提供的技术方案可以对具有较为复杂的建筑物结构的太阳能性能进行分析，比如Trombe (特洛姆)墙体等。Trombe墙体是在墙外设置有一个玻璃墙，当太阳光穿透玻璃，玻璃与墙之间的空气被加热而产生对流，夏日可将热气流释放出去，冬天可引入室内同时墙内蓄热也向室内辐射。下面将结合附图对本专利技术实施例作进一步地详细描述。本专利技术实施例提供的一种分析建筑物太阳能传热性能的方法，其具体实现方式如图I所示，可以包括以下处理步骤步骤11，获取建筑几何描述信息和建筑墙体参数；其中，所述建筑几何描述是将建筑表面采用一组多边形表示，且各个多边形分别 以多边形顶点坐标描述，所述建筑墙体参数描述了建筑墙体的材料及热性能；具体地，相应的各个多边形分别以多边形顶点坐标描述可以但不限于包括每个多边形所包含的各个顶点的坐标按照逆时针排序。步骤12，根据上述建筑几何描述信息和建筑墙体参数计算获得描述建筑物太阳能传热性能的参数相应的描述建筑物太阳传热性能的参数可以但不限于包括用于表示内表面之间辐射传递性能的辐照系数和墙体传热系数等，其中，辐照系数与建筑几何结构相关，即辐照系数可以根据建筑几何描述信息确定，墙体传热系数则可以根据建筑墙体参数确定；进一步地，相应的辐照系数可以包括可见光辐照系数和红外辐照系数两部分，其中，可见光辐照系数可以反映建筑内表面之间可见光传递能力，即可见光辐照系数用于表示太阳光在建筑物内的传播性能，红外辐照系数则可以与相应的墙体传热系数结合以反映建筑物的热传递能力，即红外辐照系数用于表示热能在建筑物内传播的性能。进一步地，获取建筑几何描述的处理过程可以但不限于包括(I)获取建筑表面形状参数及预定的多边形信息，所述多边形信息为用于构成建筑表面的多个多边形；其中，建筑表面形状参数的获取方式可以但不限于包括获取建筑CAD数据(即已经绘制完成的建筑物的CAD图)，根据获取的建筑CAD数据中的关于墙体的信息便可以提取相应的建筑表面形状参数；或者，也可以获取包含建筑表面形状参数的输入文件，并从所述输入文件中获取相应的建筑表面形状参数。可选地，相应的输入文件中还可以包括建筑墙体参数，以便于上述步骤11可以通过该输入文件获取建筑墙体参数。(2)根据预定的多边形信息和所述建筑表面形状参数生成所述建筑几何描述信肩、O通过上述描述可以看出，本专利技术实施例可以读取建筑外形描述信息，然后生成墙体表面顶点坐标和表面之间关系，即生成相应的建筑几何描述信息。该建筑几何描述信息为具有计算图形学特征的几何数据结构，即将建筑物表面描述为平面多边形集合，且每个多边形采用逆时针排序的顶点坐标表示。进一步地，本专利技术实施例还能在相应的建筑几何描述信息的基础上附加相应的建筑墙体参数，如墙体与表面的热学和光学参数等，具体可以通过建筑的材料及热性能表述。由于建筑物表面被简化为表面集合，因此，可以令复杂建筑与简单建筑的建筑几何描述信息的描述方式在逻辑上具有相当好的一致性，便于生成相应的建筑几何描述信息。通过上述技术方案，可以将较为复杂的墙体通过相应的建筑几何描述信息进行描述，从而便于根据建筑墙体的材料及热性能对建筑物的太阳能传热性能进行分析。总之，通过本专利技术实施例提供的技术方案，能够简单、方便地对建筑物进行太阳能传热性能的分析，并可以获得较为准确的分析结果。为便于理解，下面将结合具体的应用实施例，对本专利技术的实现过程进行描述。本专利技术实施例中，相应的建筑几何描述信息可以表达建筑表面与墙体的关系、表面之间的关系以及表面与房间的关系，例如，通过该建筑几何描述信息可以获知建筑物各个墙体的表面形状，也可以获知各个墙体表面中是否设置有房间的窗户或门等，还可以获知不同墙体表面之间的大小及位置关系等。本专利技术实施例中，首先，将建筑物简化为由各种形状墙体(即各种多边形)组成的 立方体，并设计了描述每个不同形状墙体的一个数据格式(即相应的输入文件)，包括建筑外形描述信息(如墙体外形尺寸等)、建筑墙体的材料(如墙体结构等，即墙体结构可以确定墙体的材料)及建筑墙体的热性能(如墙体材料热性、墙体表面对流换热系数、发射率和吸收率等)。之后,读取该输入文件,将墙体外形尺寸转换为墙体表面的顶点坐标,并根据输入文件中所附带的建筑墙体的材料及建筑墙体物理参数确定墙体表面之间的角系数(该角系数是指墙体的一个表面发射的能量中能直接到达另一表面的份额)、墙体传热系数和窗户的透光率等。其中，表面之间的角系数在每个表面划分网格后，利用角系数积分公式累计网格之间角系数；而网格之间的角系数需要判定其他表面是否会遮住它们之间辐射。至于墙体传热系数，先根据每一层材料的物性和厚度计算沿厚度方向的热阻，热阻的倒数即为墙体传热系数，墙体传热系数用于计算墙体的传热性能。这里，不包括墙体表面对流换热热阻。窗户的透光率，利用多层透光介质模型，根据每一层玻璃的反射率和透光率，计算整体的透光率和反射率。当建筑墙体的材料为玻璃等透明介质时，则采用窗户透过率计算方法，根据玻璃参数(该参数用于表示玻璃的透光程度)和层数计算墙体的整体透光率和墙体表面的反射率。根据表面之间的角系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分析建筑物太阳能传热性能的方法，其特征在于，包括：获取建筑几何描述信息和建筑墙体参数，其中，所述建筑几何描述是将建筑表面采用一组多边形表示，且各个多边形分别以多边形顶点坐标描述，所述建筑墙体参数描述了建筑墙体的材料及热性能；根据所述建筑几何描述信息和建筑墙体参数计算获得描述建筑物太阳能传热性能的参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何立群，季杰，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：