PDF《DeST-h 理论验证文档》

DeST-h 理论验证文档 Document for DeST Analytical Validation DeST 开发小组,清华大学 2003.

03 DeST-h 理论验证文档 ・1・ 第1章概述

2 1.1 基本的验证方法

2 1.2 对DEST-H 的验证所采用的方法.3 第2章理论计算方法

4 2.1 单个房间的计算

4 2.1.1 墙体内部温度分布与表面热流

4 2.1.2 墙内外表面的热平衡关系式

6 2.1.3 室内空气热平衡表达式

8 2.1.4 外窗的处理

9 2.2 多房间建筑的处理

10 第3章DEST-H 的基本理论模型.11 3.1 基本方程及其求解

11 3.1.1 基本方程

11 3.1.2 方程求解

12 3.2 房间温度计算

13 3.2.1 基础室温的概念

13 3.2.2 基础室温的数学模型

14 3.3 建筑模型的确定

20 第4章验证实例

21 4.1 SINGLE ROOM

21 4.1.1 Single room without windows.21 4.1.2 Single room with a window.24 4.2 DOUBLE ROOMS.26 4.3 FOUR ROOMS

29 DeST-h 理论验证文档 第2页・2・ 第1章概述 1.1 基本的验证方法 与实验研究方法不同,模拟分析方法能在很短的时间内得到很多的数据结 果,因此,如何论证模拟结果的合理性和可信性(Quality Insurance),就成为模拟 分析方法中的一个重要课题.建筑热环境的模拟分析也是如此,而且由于建筑 物的复杂性和不确定性,对建筑热环境模拟分析程序的验证是比较困难的. 通常,建筑热环境模拟分析程序的验证有三种方法:理论验证(Theoretical Validation) , 程序间对比(Inter-program Comparison) 和经验验证(Empirical Validation). 理论验证是假设室外温度和太阳辐射均为谐波函数, 用数学分析的手段求解 其作用于某一简单房间时产生的理论热响应,同时用模拟程序计算相同条件下 的房间热响应,比较两者,从而检验模拟程序的准确性. 程序间对比是在相同的建筑物、室外气象参数、室内热扰,以及相同的设备 控制方案等前提下,分别用不同的模拟程序计算建筑物的热性能指标,如无任 何人工供热、空调手段时的室内空气温度,或有供热、空调设备时的室温及设 备负荷等,然后对比各程序的计算结果,以检验不同程序的一致性. 理论验证是最为严格的, 但由于实际建筑物的复杂性和实际内外扰量变化的 随机性,理论验证与实际情况相差很大,即使理论验证某程序的结果与理论计 算可以很好的吻合,但程序在实用中的结果如何仍不能肯定,理论验证的说服 力不强.而程序间对比在一定程度上可以判断一个程序是否在某方面存在问题, 例如其给出的建筑物某种性能指标远远偏离于其它程序,但这种验证方法不能 肯定该程序是错误的.即使所有的程序模拟的结果都是一致的,也不能肯定它 们就是正确的,因为实际情况并未被准确的了解. 最有说服力也是最难进行的是经验验证, 即把各程序的模拟结果与实测记录 相比较,以评价各程序的准确性和可靠性.但实测过程不可避免的存在误差, DeST-h 理论验证文档 ・3・ 而实际建筑物在模拟计算时需要有个简化和模型化的过程,这一过程也存在误 差,因此即使模拟结果和实测记录吻合也不能说该程序一定正确.另一方面, 从哲学意义上讲,例证的正确性并不能保证事物的正确性,也就是说,即使某 程序的模拟结果和某建筑的实测结果相吻合,也不能保证当建筑物改变类型、 结构、规模等特性时,该程序还能给出符合实际的模拟结果. 因此上述三种方法各有优缺点,应统筹兼顾.在程序开发阶段,一般可先 采用理论验证的方法,保证最基本的物理原理和简化模型不出现概念性错误, 在开发到一定阶段时,可拿自己的程序与世界上应用较广泛的程序作程序间对 比,找出一些较明显的错误或不足,进一步完善.程序编写完成并经一定的测 试后,可参加有组织的经验验证,或自行组织经验验证,再进行不断的改进和 提高. 1.2 对DeST-h 的验证所采用的方法 在实际测试与验证的过程中,一种方法是设计相应的题目,如特定的建筑模 型或特定规律的内外扰量,经理论推导和实际模拟计算,对比所得的结果;