基于无线传感网络的建筑围护结构综合传热系数获取方法研究

论文摘要

随着我国经济的发展,人们对于建筑的舒适性以及节能性要求越来越高。为了满足人们日益增长的需求,各种各样的设备在建筑中得到了广泛的应用,随之而来的是建筑能耗也越来越高。众所周知,能源是目前各国政府共同面临的发展难题,在我国不断发展的城市化道路上,建筑的能耗问题得到了国家的高度关注。如何降低建筑能耗、如何对建筑的能耗进行评测等一系列问题成为了我国建筑节能的重要任务。建筑围护结构是室内和室外的物理界限,是多种功能的集合体,即使是原始建筑遮蔽物也努力满足遮风避雨、保温隔热、遮阳通风等作用,同时,建筑的围护结构也是室内与室外进行热交换的主要途径。建筑围护结构综合传热系数反映的是围护结构（如外墙、外窗、屋顶等）的各部分传热系数的平均值,它的大小代表了热量通过建筑物围护结构过程中,建筑物作为一个整体对热量传递的作用。因此,研究围护结构综合传热系数的获取对建筑能耗的评测有着重要意义。本文实现了室内温度的采集系统、分析了室内温度去噪方法、探讨了室内稳态温度的获取方式以及提出了建筑围护结构综合传热系数的获取方法。其中,室内温度的采集系统是以安徽建筑工业学院智能建筑省级重点实验室无线传感网络为平台,采用MATLAB作为采集系统终端的编程语言;室内温度去噪方法利用小波变换在去噪方面的优势,通过室内温度特性以及噪声特点的分析,利用仿真实验,确立了小波阈值去噪法中的小波函数以及小波分辨率,实验结果表明,针对室内温度中存在的噪声,小波阈值去噪法是可行的;在室内温度去噪的基础上,为了有效的预测室内最近未来的温度,以前向神经网络作为辨识结构,使用粒子群算法（Particle Swarm Optimization-PSO）作为辨识结构的参数辨识算法,实现了室内温度的辨识,为室内稳态温度的获取方式提供了依据,实验结果表明,该辨识方法对室内温度辨识精度较高且稳定,对室内稳态温度获取与实际的稳态温度是相吻合的;最后,针对建筑围护结构综合传热系数获取,本文在建筑能耗基因理论的基础上结合综合传热系数与围护结构各构件之间的关系,分析了围护结构综合传热系数与室内稳态温度之间的关系,提出了建筑围护结构综合传热系数获取的方法。实验结果表明,该方法对建筑围护结构综合传热系数的获取是有效的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图或附表清单
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 建筑能耗现状
• 1.1.2 围护结构综合传热系数与建筑节能
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 室内温度采集系统实现
• 2.1 无线传感网络概述
• 2.1.1 无线传感网络特点
• 2.1.2 无线传感网络应用
• 2.2 基于无线传感网络的室内温度采集系统
• 2.2.1 室内温度采集节点
• 2.2.2 拓扑结构及CTP 协议
• 2.2.3 室内温度采集系统设计
• 2.3 小结
• 第三章 室内稳态温度获取方法
• 3.1 室内温度特性
• 3.1.1 室温变化特性
• 3.1.2 室温噪声特点
• 3.2 基于小波阈值去噪的温度噪声消除
• 3.2.1 基于小波变换的阈值去噪方法
• 3.2.2 小波阈值去噪在温度噪声中的应用
• 3.3 温度辨识方法
• 3.3.1 基于前向神经网络的温度辨识结构
• 3.3.2 PSO 算法在温度辨识参数优化中的应用
• 3.4 室内稳态温度计算
• 3.5 小结
• 第四章 围护结构综合传热系数获取方法
• 4.1 建筑围护结构传热模型
• 4.2 基于室内稳态温度的围护结构综合传热系数获取
• 4.2.1 围护结构传热系数与室内稳态温度
• 4.2.2 室内稳态温度在综合传热系数获取中的应用
• 4.3 围护结构综合传热系数获取方法验证
• 4.3.1 实验设置
• 4.3.2 实验结果及分析
• 4.4 小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果