基于太阳能应用的多空间建筑热环境的通用建模及算法研究

To put effort into formation of high speed simulation method for solar energy application in building, the project of energy simulation modelling and algorithm of solar energy application in multizone building is proposed. Based on the finite volume method and by considering heat transfer of building envelope, air flow, solar energy thermal/photovoltaic conversion and thermal coupling of solar energy application and building, etc., energy simulation modelling of multizone building is to be studied, and through the method of introducing simulation calculation components, the common coupled building-solar energy method is to be achieved. The high speed matrix solution method is also to be given. Experiment validation will be done based on a hot-box who has multizone feature. The basic of the project research is based on the heat transfer process of building, and it is physically significant. It is clear the common coupled building-solar energy method will be responsible for the development of solar energy application in building and building energy simulation.

以研究太阳能应用背景下完整建筑热环境的高速模拟计算方法为目标，项目提出进行基于太阳能应用的多空间建筑热环境的通用建模和算法研究。针对太阳能应用下多空间建筑模拟需涉及到围护结构传热、空气流动和太阳能利用相关的光电/光热转换及其与建筑耦合传热等问题，项目拟采用基于有限差分和守恒的方法从建筑传热基本过程出发，以多空间建筑为对象，建立建筑传热计算模型；同时，针对目前太阳能在建筑上的普遍应用技术，通过在建筑热环境模拟程序中构造各类太阳能通用计算模块的思想，以实现可通用的太阳能与建筑耦合模拟计算；并研究整体离散矩阵的准确及高速的数学求解算法。此外，还将利用符合多空间建筑特点的可对比热箱实验平台建立实验系统，以实验验证计算模型。项目研究方法依据建筑传热基本过程，物理意义清晰明确，其建立的可通用的太阳能与建筑耦合传热模拟方法，将有利于太阳能技术在建筑上的应用分析和研究开发以及建筑能耗模拟软件的发展进步。

以研究太阳能应用背景下完整建筑热环境的高速模拟计算方法为目标，项目提出进行基于太阳能应用的多空间建筑热环境的通用建模和算法研究。针对太阳能应用下多空间建筑模拟需涉及到围护结构传热、空气流动和太阳能利用相关的光电/光热转换及其与建筑耦合传热等问题，项目采用基于有限差分和守恒的方法从建筑传热基本过程出发，以多空间建筑为对象，建立建筑传热计算模型；同时，针对目前太阳能在建筑上的普遍应用技术，通过在建筑热环境模拟程序中构造各类太阳能通用计算模块的思想，以实现可通用的太阳能与建筑耦合模拟计算；并研究整体离散矩阵的准确及高速的数学求解算法。此外，还将利用符合多空间建筑特点的可对比热箱实验平台建立实验系统，以实验验证计算模型。项目研究方法依据建筑传热基本过程，物理意义清晰明确，其建立的可通用的太阳能与建筑耦合传热模拟方法，将有利于太阳能技术在建筑上的应用分析和研究开发以及建筑能耗模拟软件的发展进步。