ТаОунщиков №. А. Бродач М. М. Математические моделирование
и оптимизация тепловой
эффективности зданий
Москва
АВОК-ПРЕСС
2002
Табунщиков Ю. А. , Бродач М. М. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. М. : АВОК-ПРЕСС, 2002. - 194 с : ил. Книга посвящена применению математических методов системного анализа для изучения теп
ловой эффективности зданий. Приведены научные основы и методологические принципы проекти
рования энергоэффективных зданий. Рассмотрены особенности разработки математических моде
лей для систем управления тепловым режимом интеллектуальных зданий. Книга предназначена для широкого круга специалистов в области отопления, вентиляции, кон
диционирования воздуха, строительной теплотехники и может быть использована в качестве посо
бия для преподавателей и студентов высших учебных заведений. © Издательство «АВОК-ПРЕСС», 2002
© Табунщиков Ю. А. , 2002
© Бродач М. М. , 2002
ISBN 5-94533-002-7
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ
ГЛАВА 1
М А Т Е М А Т И Ч Е С К А Я М О Д Е Л Ь ТЕПЛОВОГО Р Е Ж И М А З Д А Н И Я
I. I Системный подход к построению математической модели теплово
го баланса здания 10
1. 2 Математическая модель лучистого теплообмена в помещении 15
1. 3 Математическая модель конвективного теплообмена в помещении 23
1. 4 Математическая модель теплопередачи через ограждающие конст
рукции 30
1. 5 Математическая модель теплопередачи через заполнение светово
го проема 39
1. 6 Учет внутреннего оборудования в тепловом балансе помещения 45
1.
7 Математическая модель теплового баланса помещения и здания в
целом 47
ГЛАВА 2
РЕАЛИЗАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕПЛОВОГО
БАЛАНСА З Д А Н И Я
2. 1 Уравнение теплопроводности обобщенного вида и метод его реше
ния 54
2. 2 Реализация математической модели теплового баланса помещения 70
2. 3 Реализация математической модели теплового баланса здания 71
ГЛАВА 3
ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ З Д А Н И Й В Л Е Т Н И Й П Е Р И О Д
3. 1 Обобщенные переменные 79
3. 2 Оценка показателей комфортности теплового режима помещения 90
3. 3 Исследование теплоустойчивости зданий 93
3. 4 Исследование теплового баланса помещения как объекта с распре
деленными параметрами (на примере помещения животноводче
ского здания) 104
ГЛАВА 4
ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ З Д А Н И Й В З И М Н И Й П Е Р И О Д
4. 1 Теплоустойчивость здания при прерывистой подаче тепла ПО
4. 2 Теплоустойчивость помещений с конвективными и лучисто-кон
вективными системами отопления 114
ГЛАВА 5
О П Т И М И З А Ц И Я ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ З Д А Н И Я
5. 1 Принципы проектирования энергоэффективных зданий 124
5. 2 Энергоэффективное здание как критерий оценки мастерства архи
тектора и инженера 126
5. 3 Энергетические возможности наружного климата 128
5. 4 Оптимальный учет воздействия наружного климата в тепловом
балансе здания 134
5. 5 Инженерная методика оптимального учета воздействия наружного
климата 148
5. 6 Оптимизация затрат энергии на климатизацию помещения 152
5. 7 Минимизация затрат энергии при прерывистом режиме отопления 161
5. 8 Задача оптимизации затрат энергии на разогрев здания 166
ГЛАВА 6
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ Д Л Я УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМ
Р Е Ж И М О М ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ЗДАНИЯ
6. 1 Интеллектуальное здание 172
6. 2 Особенности математической модели теплового режима здания
для системы управления 174
6. 3 Идентификация математической модели 182
6. 4 Самообучающаяся математическая модель 185
6. 5 Пример разработки системы управления тепловым режимом про
изводственного здания 186
6. 6 Рекомендации по разработке системы управления 188
ОБОЗНАЧЕНИЯ И С И М В О Л Ы 190
ЛИТЕРАТУРА 194
ПРЕДИСЛОВИЕ
Проблема принятия решения при проектировании системы климатизации и тепло
защиты здания, то есть выбор одной из возможных альтернатив, является сложной ввиду
многообразия факторов, влияющих на этот выбор.