logo图片
使用手机微信扫码登录

Hooneybee热维护结构计算(2):方案对比与露点温度计算

2021.03.31

230

上一节课我们完成了对于热维护结构分析的基础理论概念的介绍以及Therm模块基本操作的讲解,包括如何创建几何体以及设置材质同边界条件。那么今天我们将继续学习therm模块,了解如何使用Therm进行维护结构方案的对比以及对于露点温度的判断。


1.jpg




PART1

运行分析

接着上期的内容,首先我们进入therm模拟的第三部:计算分析和结果可视化。对于Therm的计算我们主要使用这个运算器,write therm file,图标类似字母T。


2.jpg


链接polygon链接boundary,最下面write therm file和run therm链接True.稍等一会我们就完成了对于测试墙体的计算。


3.jpg


那完成计算之后我们就要用到read thermal result对于结果进行可视化操作,


4.jpg


依次连接thermfile, resultfile和Ufactor file我们就可以获得这样一个可视化的结果。


5.jpg


不同颜色表示了不同的温度,从室内到室外温度不断下降,在当前环境下室内表面的温度为12.09度。那么这样一个分析过程对于我们设计有什么用了?


首先了我们可以用它来对比不同材料不同构建的保温性能。比如现在我们把材料切换成concrete。大家会发现混凝土的保温性能是要远远弱于砖材的。


6.jpg


但是对于保温性能了,虽然我们的确是可以通过对比相同外界条件下使用不同维护构建建筑内表面的温度来进行判断,但是就像上期教程中介绍的,这种参数并不方便大家对于建筑维护结构保温性能做定量的分析与比较,也不方便标准的制定。所以我们还是用之前说过的两个参数U值和R值进行设置。那么我可以看到输出端是又一个Ufactor的,但是目前没有参数。


7.jpg


这是因为之前我们还没有给边界添加所谓的标签,找到boundary condition,然后在ufactortag输入端随意给它一个文字。


8.jpg


那么我们就可以看到Ufactor有参数了。


9.jpg


借助Ufactortag我们就能知道每个参数对应的含义


10.jpg


这里面了我们主要看的是前三个,总U值,沿X投影的U值,沿Y方向投影的U值,对于我们这样一个墙体的分析,因为边界都是沿Y轴的,所以只要沿Y才有参数,总U值也对于Y方向的U值。所以我们直接看第一个就可以。那下面我们可以用一个tag进行显示,看起来更清楚一些。


11.jpg


不过当前这个是一个多位小数,看起来不是很舒服,所以我们可以使用Python对它进行一定的处理,使用round函数。


12.jpg

13.jpg


这样就获得了一个特定小数点位数的结果了。


14.jpg




PART2

材料对比


有了U值之后我们可以把待测试的材料名称也是用一个tag进行标注,方便对比。


15.jpg

混凝土


16.jpg

木材


17.jpg

砖材


而根据之前的介绍,U值越小保温性能越好,所以混凝土的保温性能是低于砖材,而砖材的保温性能是低于木材的。因此借助这样一种方法,therm就给我们提供了一种定量的对不不同材料保温性能的分析方法,为我们的材料选择提供一个新的参考。那么除了对于材料本身的分析之外了我们还可以对于几何尺寸进行对比,比如我们可以在这调整墙体的厚度,各位可以发现我们在改变厚度的时候U值同样在发生变化。


18.jpg


那么知道这样一个基本的外维护构造热计算的流程之后,下面我们来使用therm进行一下不同环境室内露点温度的判断。




PART3

露点温度

对于室内露点温度的判断,首先需要使用Ladybug获取相应的气象数据。假设当前的项目在北京,导入气象数据,


19.jpg


这里面有几个参数我们要进行获取,首先相对湿度,通过seperate data得到真正的数据。


20.jpg


之后来求一下北京冬季的相对湿度的平均值,那冬季假设是12初-2月底,使用HOY转化器结合split list完成。


21.jpg


使用average运算器我们就获得了北京冬季的平均湿度。


22.jpg


为了结果更为准确我们把北京冬季的平均风速和平均温度也求一下。


23.jpg


有了这些基本参数之后,我们就可以进行维护结构的计算,这里面我们主要需要修改边界条件的数值。室内还是保持不变,室外我们要改一下温度为求出的冬季平均温度。


24.jpg


以及film coe,我们当前风速是2.72,根据官方的数值,我觉得可以设置一个20.那么对于200mm的混凝土,北京冬季的室内温度是9.13度。


25.jpg


得出北京冬季的建筑内表面平均温度室内表面温度求之后,大家可以去网上搜索一下露点温度和温度以及相对湿度的对照表(下图),因为北京冬季相对湿度为42.7%,我们可以用50%作为替代。


26.jpg


当室内温度为18度的时候,在50%的湿度环境中,露点温度为7.4度,而经过therm的计算,当前墙体内表面温度超过了9度。所以对于北京当我们采用200MM的砖墙是不用担心室内结露的问题的。


那么下面我们可以换一个城市上海,获得对应气象数据


27.jpg


修改温度和对流换热系数,得到内部温度为12.5度。


28.jpg


然后再对照表格,室内温度18度,相对湿度75%时,露点温度为13.5.


29.jpg


而当前内表面温度为12.5度,所以在上海的冬季单独的200mm混凝土墙内部是会出现冷凝的问题的。


当前大家注意一下当前我们测试的墙体这是一个理想化的墙体,使用的是单一材质,没有考虑到我们之前说过的热桥现象。我们可以把这里面的data type改为heat flux,大家可以看到热传递程度是是相同的,显示为一个单独的黑色,咱们现在是一个均质的材料,并没有考虑到实际的热桥效应。


因此在下期课程中我们将要来研究下现实情况中考虑到热桥效应的真实维护结构的热计算应该如何操作。




-End-




编辑 | 与鹿

校对 | 与鹿


版权声明

    内容由 LAC STUDIO 授权优优课编辑发布

    如有转载请联系原作者


投稿邮箱

    53963608@qq.com


640 (3).gif