(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210886940.X (22)申请日 2022.07.26 (71)申请人 西安建筑科技大 学 地址 710055 陕西省西安市碑林区雁塔路 13号 (72)发明人 刘衍　张存德　杨柳　宋冰　杨怡　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 王艾华 (51)Int.Cl. G06F 17/15(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种被动式太阳能采暖设计室外计算参数 确定方法 (57)摘要 本发明提供一种被动式太阳能采暖设计室 外计算参数确定方法。 该方法包括： 获取并处理 室外气象数据； 确定考虑人体适应性热舒适需求 的“采暖需求时段 ”和考虑人体可接受温度的 “过 冷时段”的室内判定温度； 采用热平衡法确定室 内空气温度； 采用累计频次法确定被动式太阳能 采暖设计的计算时段； 统计计算时段内的室外气 象数据， 确定被动式太阳能采暖设计 室外计算参 数。 本发明可确定出某地的被动式太阳能采暖设 计室外计算参数， 为建筑师设计时提供参数支 撑。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115221467 A 2022.10.21 CN 115221467 A 1.一种被动式太阳能采暖设计室外计算 参数确定方法， 其特 征在于： S1、 获取并处 理室外气象数据； S2、 确定被动式太阳能采暖设计 计算时段的室内判定温度； S3、 采用热平衡法确定室内空气温度； S4、 根据所选择判定温度， 确定被动式太阳能采暖设计 计算时段； S5、 统计计算时段内的室外气象数据， 确定被动式太阳能采暖设计室外计算 参数。 2.根据权利要求1所述一种被动式太阳能采暖设计室外计算参数确定方法， 其特征在 于， 步骤S1具体包括： 获取当地的地面气象观测站和辐射观测站的气象数据资料， 并对原始 室外气象数据作逐时化处理， 最终得到室外空气温度日均值和逐时值、 各朝向太阳辐 射照 度逐时值。 3.根据权利要求1所述一种被动式太阳能采暖设计室外计算参数确定方法， 其特征在 于， 步骤S2具体包括： 确定被动式太阳能采暖设计计算时段的室内判定温度， S2a、 确定 室内 “采暖需求时段 ”室内判定温度ts,1； S2b、 确定 “过冷时段 ”室内判定温度ts,2。 4.根据权利要求1所述一种被动式太阳能采暖设计室外计算参数确定方法， 其特征在 于， 步骤S3具体包括： 选用步骤S3a确定室内空气温度 逐时值tr1和采用步骤S3b确定室内空 气温度日平均值 具体如下： S3a： 根据S1处理后的室外气象数据 逐时值， 联立室内外传热方程组确定出室内空气温 度逐时值tr1； 式中， τ为时刻； qi,n、 qr,n分别为围护结构n内、 外表面直接获得的太阳辐射热量， W/m2； hrn,k为围护结构n内表面与其他围护结构k内表面之间的辐射换热系数， W/(m2·K)； hwn、 hwind分别为第n围护结构内表面、 围护结构n外表面对流换热系数， W/(m2·K)； ti,k、 ti,n分别 为围护结构k、 n的内表面温度， ℃； tr1、 tr2、 te分别为阳光间、 房间、 室外空气温度； Nn为与围 护结构n互相影响的其他围护结构的个数； N为反应系数的个数； Xn、 Zn、 Yn分别为围护结构n 的外表面吸热、 传热反应系数与内表面吸热反应系数； Un为围护结构n的传热系数， W/(m2· K)； C为空气的比热， J/(kg ·K)； S3b： 根据S1处理后的室外气象数据平均值， 建立室内外传热方程组确定出室内空气温 度日平均值 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115221467 A 2式中， 分别为室内日平均空气温度和室外日平均空气温度， ℃； Ag为太阳能集热 部件的窗户面积， m2； 为投射在窗户(集热部件采光口)表面的总日射月平均日辐照量， kJ/(m2·d)； η为集热部件的效率； 分别为由房间太阳能集热部件以外的其 余外围护结构传向室内 的总日射月平均日辐照量， kJ/(m2·d)、 由室内 的人， 照明及非专用 采暖设备所产生的内部热量在计算月中的日平均值， kJ/d、 由辅助供暖设备在计算月中供 给房间的日平均辅助热， kJ/d； N LC为房间的净负荷系数。 5.根据权利要求1所述一种被动式太阳能采暖设计室外计算参数确定方法， 其特征在 于， 步骤S4具体包括： 采用步骤S4a确定 “采暖需求时段 ”累计频次； 采用步骤S4b确定 “过冷 时段”累计频次； 采用S4c确定被动式太阳能采暖设计 计算时段， 具体如下： S4a‑1、 将室内空气 温度逐时值tr1与室内采暖需求温度ts,1进行对比， 若tr1≥ts,1， 则计 累计频次k ＝1， 反之则计k＝1， 形成下式所示 n*8760的数列； S4a‑2、 将n年终相同的时刻(i相等)的结果进行累加后形成 “采暖需求时段 ”累计频次， 如下所示： S4b‑1、 将室内空气温度日平均值 与室内采暖需求温度ts,2进行对比， 若 则计 累计频次k ＝1， 反之则计k＝1， 形成下式所示 n*365的数列； S4b‑2、 将n年终相同的日期(i相等)的结果进行累加后形成 “过冷时段 ”累计频次， 如 下 所示： S4c、 设定判定 频次kd＝1,2,…,n， 确定数列(7)与判定 频次相同的第一个 数及最后一个 数， 其所对应的时间为 “采暖需求时段 ”； 同理处理数列(9)可得到 “过冷时段 ”，“采暖需求时 段”与“过冷时段 ”的差集即为被动式太阳能采暖设计的计算时段。 6.根据权利要求1所述一种被动式太阳能采暖设计室外计算参数确定方法， 其特征在 于， 步骤S5具体包括： 将被动式太阳能采暖设计计算时段内各参数进行累n年平均和累n年 相同时刻平均便得到该地的被动式太阳能采暖设计室外计算 参数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115221467 A 3