可持续性评估软件：Passive House二次开发_（3）.PassiveHouse内部算法解析.docx

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PassiveHouse内部算法解析

在上一节中，我们介绍了PassiveHouse的基本概念和可持续性评估软件的概述。本节将深入探讨PassiveHouse内部算法的解析，帮助开发者理解其工作原理和实现细节。我们将重点讨论以下几个方面：

能效计算

热负荷计算

通风系统设计

建筑材料的热性能

能源平衡与优化

能效计算

能效计算是PassiveHouse设计中的核心部分，主要目的是评估建筑在整个生命周期内的能源消耗情况。能效计算通常包括以下几个步骤：

建筑围护结构的热性能评估

建筑内部热负荷计算

通风系统能耗计算

可再生能源利用评估

建筑围护结构的热性能评估

建筑围护结构的热性能评估是通过计算围护结构的传热系数（U值）来实现的。U值是衡量围护结构在单位面积上每单位温差的热传导量，单位为W/(m2·K)。计算U值需要考虑围护结构的材料、厚度和构造方式。

计算公式

U

其中：

hi是内表面换热系数

d是材料厚度(m)

λ是材料的导热系数(W/(m·K))

ho是外表面换热系数

代码示例

以下是一个计算围护结构U值的Python代码示例：

defcalculate_u_value(layers,h_i,h_o):

计算围护结构的传热系数U值

参数:

layers(listoftuples):围护结构的各层材料，格式为(厚度,导热系数)

h_i(float):内表面换热系数

h_o(float):外表面换热系数

返回:

float:传热系数U值

total_r_value=1/h_i+1/h_o

forthickness,conductivityinlayers:

total_r_value+=thickness/conductivity

u_value=1/total_r_value

returnu_value

#示例数据

layers=[(0.1,0.04),(0.2,0.1),(0.05,0.08)]#(厚度,导热系数)

h_i=8.7#内表面换热系数

h_o=25.0#外表面换热系数

#计算U值

u_value=calculate_u_value(layers,h_i,h_o)

print(f围护结构的传热系数U值为:{u_value:.2f}W/(m2·K))

建筑内部热负荷计算

建筑内部热负荷计算用于评估建筑在不同气候条件下的热量需求。热负荷计算包括冷负荷和热负荷，通常通过计算建筑内部的得热量和失热量来实现。

计算公式

热负荷Q可以通过以下公式计算：

Q

其中：

Qtransmission

Qventilation

Qinternal

Qsolar

代码示例

以下是一个计算建筑内部热负荷的Python代码示例：

defcalculate_heat_load(area,u_value,temperature_diff,ventilation_rate,internal_heat_gain,solar_heat_gain):

计算建筑内部热负荷

参数:

area(float):围护结构的面积(m2)

u_value(float):围护结构的传热系数(W/(m2·K))

temperature_diff(float):室内外温差(K)

ventilation_rate(float):通风换气次数(次/小时)

internal_heat_gain(float):内部热源得热量(W)

solar_heat_gain(float):太阳辐射得热量(W)

返回:

float:建筑内部热负荷(W)

q_transmission=area*u_value*temperature_diff

q_ventilation=area*0.33*ventilation_rate*temperature_diff

q_internal=internal_heat_gain

q_solar=solar_heat_gain

total_heat_load=q_transmission+q_ventilatio