基于系統(tǒng)辨識的墻體傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測方法研究.pdf

1、建筑節(jié)能作為國家實施能源節(jié)約戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)，受到政府的高度重視和社會的廣泛關(guān)注。墻體的節(jié)能是建筑節(jié)能的重要工作內(nèi)容之一。對于新建建筑主要是在設(shè)計階段對其熱工性能進(jìn)行設(shè)計選型，不能反映建筑實際運行能耗狀況和施工過程的偏差，更不能滿足建筑質(zhì)量監(jiān)督管理部門的要求。而對于既有建筑在進(jìn)行節(jié)能改造時，大多數(shù)以墻體改造為重點，因此對既有建筑的墻體熱工特性有定量的認(rèn)識是方案可行、經(jīng)濟(jì)的前提。因此確定現(xiàn)場快速測量墻體導(dǎo)熱系數(shù)的檢測方法，一方面保證新建節(jié)能

2、建筑質(zhì)量，同時對既有建筑節(jié)能改造亦能提供定量的依據(jù)，本研究有著較強(qiáng)的工程應(yīng)用價值和社會效益。
　　本文使用系統(tǒng)動態(tài)辨識的方法研究適用于建筑墻體傳熱系數(shù)的現(xiàn)場動態(tài)檢測方法和辨識程序。
　　根據(jù)系統(tǒng)辨識理論和建筑墻體現(xiàn)場檢測的特點，建立了建筑墻體動態(tài)時間離散模型熱模型。使用增廣最小二乘方法求解模型的參數(shù);用模型結(jié)構(gòu)辨識方法自動辨識模型的結(jié)構(gòu);利用Householder變換解決病態(tài)矩陣求解問題。綜合以上辨識模型的方法，推導(dǎo)了辨識模

3、型的具體過程，對遺傳算法進(jìn)行了改進(jìn)，并分析了面向?qū)ο蟮木幊痰奶攸c，用C++編制了基于MFC的辨識程序編制了墻體動態(tài)熱模型以及傳熱系數(shù)的計算軟件，并介紹了軟件設(shè)計和軟件的使用方法。
　　其次，在南京室外工況下，設(shè)計了辨識所需參數(shù)的實驗方法。設(shè)計了實驗裝置，采用溫度/熱流量作為系統(tǒng)的輸入/輸出信號，確定信號采集時間間隔和數(shù)據(jù)長度等?，F(xiàn)場對兩種墻體進(jìn)行了六次實驗。通過對實驗數(shù)據(jù)的分析，研究了計算數(shù)據(jù)量、墻體蓄熱、數(shù)據(jù)采集間隔、建筑墻體熱

4、模型、平均求解方法對傳熱系數(shù)的影響和關(guān)系。測試結(jié)果與理論計算結(jié)果的對比表明，節(jié)能墻體傳熱系數(shù)的檢測結(jié)果精度達(dá)到5％以內(nèi)。
　　通過對實驗數(shù)據(jù)和計算結(jié)果的分析，得出了現(xiàn)場檢測傳熱系數(shù)的系統(tǒng)辨識方法的結(jié)論:1）測試對象幾何尺寸;2）為適應(yīng)現(xiàn)場檢測的要求，模型結(jié)構(gòu)是動態(tài)的，并通過自動辨識求解模型的最佳階數(shù)，提高計算結(jié)果的精度;3）模型中的噪聲為白噪聲;4）不同墻體消除蓄熱影響所需時間不同，提高供冷（熱）負(fù)荷可以縮短蓄熱對采集數(shù)據(jù)影響的時