軟件小講堂 | Hooneybee熱維護結(jié)構(gòu)計算(2):方案對比與露點溫度計算
Hello~小伙伴們,又到了每周一次的軟件小講堂啦。
上一節(jié)課我們完成了對于熱維護結(jié)構(gòu)分析的基礎理論概念的介紹以及Therm模塊基本操作的講解,包括如何創(chuàng)建幾何體以及設置材質(zhì)同邊界條件。那么今天我們將繼續(xù)學習therm模塊,了解如何使用Therm進行維護結(jié)構(gòu)方案的對比以及對于露點溫度的判斷。

PART1
運行分析
接著上周的內(nèi)容,首先我們進入therm模擬的第三部:計算分析和結(jié)果可視化。對于Therm的計算我們主要使用這個運算器,write therm file,圖標類似字母T。

鏈接polygon鏈接boundary,最下面write therm file和run therm鏈接True.稍等一會我們就完成了對于測試墻體的計算。

那完成計算之后我們就要用到read thermal result對于結(jié)果進行可視化操作,

依次連接thermfile, resultfile和Ufactor file我們就可以獲得這樣一個可視化的結(jié)果。

????不同顏色表示了不同的溫度,從室內(nèi)到室外溫度不斷下降,在當前環(huán)境下室內(nèi)表面的溫度為12.09度。那么這樣一個分析過程對于我們設計有什么用了?
首先了我們可以用它來對比不同材料不同構(gòu)建的保溫性能。比如現(xiàn)在我們把材料切換成concrete。大家會發(fā)現(xiàn)混凝土的保溫性能是要遠遠弱于磚材的。

但是對于保溫性能了,雖然我們的確是可以通過對比相同外界條件下使用不同維護構(gòu)建建筑內(nèi)表面的溫度來進行判斷,但是就像上期教程中介紹的,這種參數(shù)并不方便大家對于建筑維護結(jié)構(gòu)保溫性能做定量的分析與比較,也不方便標準的制定。所以我們還是用之前說過的兩個參數(shù)U值和R值進行設置。那么我可以看到輸出端是又一個Ufactor的,但是目前沒有參數(shù)。

這是因為之前我們還沒有給邊界添加所謂的標簽,找到boundary condition,然后在ufactortag輸入端隨意給它一個文字。

那么我們就可以看到Ufactor有參數(shù)了。

借助Ufactortag我們就能知道每個參數(shù)對應的含義

這里面了我們主要看的是前三個,總U值,沿X投影的U值,沿Y方向投影的U值,對于我們這樣一個墻體的分析,因為邊界都是沿Y軸的,所以只要沿Y才有參數(shù),總U值也對于Y方向的U值。所以我們直接看第一個就可以。那下面我們可以用一個tag進行顯示,看起來更清楚一些。

不過當前這個是一個多位小數(shù),看起來不是很舒服,所以我們可以使用Python對它進行一定的處理,使用round函數(shù)。

這樣就獲得了一個特定小數(shù)點位數(shù)的結(jié)果了。

PART2
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 材料對比
有了U值之后我們可以把待測試的材料名稱也是用一個tag進行標注,方便對比。



而根據(jù)之前的介紹,U值越小保溫性能越好,所以混凝土的保溫性能是低于磚材,而磚材的保溫性能是低于木材的。因此借助這樣一種方法,therm就給我們提供了一種定量的對不不同材料保溫性能的分析方法,為我們的材料選擇提供一個新的參考。那么除了對于材料本身的分析之外了我們還可以對于幾何尺寸進行對比,比如我們可以在這調(diào)整墻體的厚度,各位可以發(fā)現(xiàn)我們在改變厚度的時候U值同樣在發(fā)生變化。

那么知道這樣一個基本的外維護構(gòu)造熱計算的流程之后,下面我們來使therm進行一下不同環(huán)境室內(nèi)露點溫度的判斷。
PART3
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 露點溫度
對于室內(nèi)露點溫度的判斷,首先需要使用Ladybug獲取相應的氣象數(shù)據(jù)。假設當前的項目在北京,導入氣象數(shù)據(jù),

這里面有幾個參數(shù)我們要進行獲取,首先相對濕度,通過seperate data得到真正的數(shù)據(jù)。

之后來求一下北京冬季的相對濕度的平均值,那冬季假設是12初-2月底,使用HOY轉(zhuǎn)化器結(jié)合split list完成。

使用average運算器我們就獲得了北京冬季的平均濕度。

為了結(jié)果更為準確我們把北京冬季的平均風速和平均溫度也求一下。

有了這些基本參數(shù)之后,我們就可以進行維護結(jié)構(gòu)的計算,這里面我們主要需要修改邊界條件的數(shù)值。室內(nèi)還是保持不變,室外我們要改一下溫度為求出的冬季平均溫度。

以及film coe,我們當前風速是2.72,根據(jù)官方的數(shù)值,我覺得可以設置一個20.那么對于200mm的混凝土,北京冬季的室內(nèi)溫度是9.13度。

得出北京冬季的建筑內(nèi)表面平均溫度室內(nèi)表面溫度求之后,大家可以去網(wǎng)上搜索一下露點溫度和溫度以及相對濕度的對照表(下圖),因為北京冬季相對濕度為42.7%,我們可以用50%作為替代。

當室內(nèi)溫度為18度的時候,在50%的濕度環(huán)境中,露點溫度為7.4度,而經(jīng)過therm的計算,當前墻體內(nèi)表面溫度超過了9度。所以對于北京當我們采用200MM的磚墻是不用擔心室內(nèi)結(jié)露的問題的。
那么下面我們可以換一個城市上海,獲得對應氣象數(shù)據(jù)

修改溫度和對流換熱系數(shù),得到內(nèi)部溫度為12.5度。

然后再對照表格,室內(nèi)溫度18度,相對濕度75%時,露點溫度為13.5.

而當前內(nèi)表面溫度為12.5度,所以在上海的冬季單獨的200mm混凝土墻內(nèi)部是會出現(xiàn)冷凝的問題的。
當前大家注意一下當前我們測試的墻體這是一個理想化的墻體,使用的是單一材質(zhì),沒有考慮到我們之前說過的熱橋現(xiàn)象。我們可以把這里面的data type改為heat flux,大家可以看到熱傳遞程度是是相同的,顯示為一個單獨的黑色,咱們現(xiàn)在是一個均質(zhì)的材料,并沒有考慮到實際的熱橋效應。
因此在下期課程中我們將要來研究下現(xiàn)實情況中考慮到熱橋效應的真實維護結(jié)構(gòu)的熱計算應該如何操作。
教程講完了,還是我們的老規(guī)矩,大家有任何想說的,都可以在評論區(qū)給我們留言。有任何問題,可以通過交流,大家一起快樂地學習進步吧~