Z-transfer function coefficients for simulation of three-dimensional heat transfer in building walls

• Autorzy: Kossecka E. , Kośny J.

Warianty tytułu

PL

Współczynniki transformat Z do symulacji trójwymiarowych przepływów ciepła przez ściany budynków

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Numerical method to derive the conduction z-transfer function coefficients from the response factors, for three-dimensional wall assemblies, is presented. Response factors and the so-called structure factors, are computed using the computer code to simulate three-dimensional heat conduction. The z-transfer function coefficients are then derived from the set of linear equations, relationships with the response factors, which is to be solved using the minimum error procedure. Test simulations show perfect compatibility of the heat flux calculated using three-dimensional response factors and three-dimensional z-transfer function coefficients.

PL

Przedstawiona jest numeryczna metoda wyznaczania współczynników transformat Z dla trójwymiarowych ustrojów ściennych. Współczynniki odpowiedzi i tzw. współczynniki strukturalne są obliczane przy użyciu programu do symulacji trójwymiarowego przewodzenia ciepła. Współczynniki transformat Z są następnie wyznaczane z układu równań liniowych, relacji ze współczynnikami odpowiedzi i współczynnikami strukturalnymi, przy użyciu procedury minimalnego błędu. Testowe symulacje wykazują znakomitą zgodność przebiegów strumieni ciepła obliczanych przy wykorzystaniu trójwymiarowych współczynników odpowiedzi i wyznaczonych z nich trójwymiarowych współczynników transformat Z.

Słowa kluczowe

PL

ściana budynku; przepływ ciepła; współczynnik transformaty; przewodzenie ciepła; współczynnik trójwymiarowy

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 49, nr 4
• Strony: 545--558
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., il.

Twórcy

autor

Kossecka E.

• Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, Warszawa

autor

Kośny J.

• Oak Ridge National Laboratory, USA

Bibliografia

• 1. D. B. CRAWLEY, EnergyPlus: creating a new-generation building energy simulation program, Energy and Buildings, 33, 319-331, 2001.
• 2. D. G. STEPHENSON, G. P. MITALAS, Calculation of heat conduction transfer functions for Multi-layer Slabs, ASHRAE Transactions, 77(2), 117-126, 1971.
• 3. G. P. MITALAS, Comments to the Z-transfer function method for calculating heat transfer in buildings, ASHRAE Transactions, 84(1), 1978.
• 4. J. E. SEEM, S. A. KLEIN, W. A. BECKMAN, J. W. MITCHELL, Transfer functions for efficient calculation of multidimensional heat transfer, J. of Heat Transfer, 111, 5-12, 1989.
• 5. J. E. SEEM, S. A. KLEIN, W. A. BECKMAN, J. W. MITCHELL, Comprehensive room transfer functions for efficient calculation of the transient heat transfer processes in buildings, J. of Heat Transfer, 111, 264-273, 1989.
• 6. D. M. BURCH, R. R. ZARR, B. A. LICITRA, A dynamic test method for determining transfer function coefficients for a wall specimen using a calibrated hot box, Insulation Materials, Testing and Applications, ASTM STP 1030, Philadelphia 1990.
• 7. W. C. BROWN, D. G. STEPHENSON, A guarded hot box procedure for determining the dynamic response of full-scale wall specimens, ASHRAE Transactions, 99, Part I, 632-642, Part II, 643-660, 1993.
• 8. T. KUSUDA, Thermal response factors for multi-layer structures of various heat conduction systems, ASHRAE Transactions, 75(1), 241-271, 1969.
• 9. J. A. CLARKE, Energy simulation in building design, first ed. Adam Hilger Ltd 1985, second ed. Butterworth-Heinernann, 2001.
• 10. E. I. JURY, Theory and application of the Z-transform method, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1964.
• 11. ASHRAE Handbook: Fundamentals; 1989, 1997. ASHRAE Inc., Atlanta, Georgia, USA.
• 12. E. KOSSECKA, The effect of structure on dynamic thermal characteristics of multilayer walls, Archives ofCivil Engineering, 42(3), 351-369,1996.
• 13. E. KOSSECKA, Relationships between structure factors, response factors and z-transfer function coefficients for multilayer walls, ASHRAE Transactions, 104(1A), 68-77, 1998.
• 14. E. KOSSECKA, Problems of thermal dynamics of building walls, Polish Academy of Sciences, Engineering Studies, Nr 45, Warszawa 1998.
• 15. E. KOSSECKA, J. KOŚNY, Relations between structural and dynamic thermal characteristics of building walls, Proceedings of 1996 International Symposium of CIB W67 "Energy and Mass Flows in the Life Cycle of Buildings", Vienna, 4-10 August 1996, 627-632.
• 16. E. KOSSECKA, J. KOŚNY, Equivalent wall as a dynamic model of the complex thermal structure, Journ. of Thermal Insulation and Building Envelopes, 20, 249-268, 1997.
• 17. B. R. ANDERSON, The measurernent orU-vatues on site, ASHRAE-DOE-BTECC CONFERENCEon Therrnal Performance of the Exterior Envelopes of Buildings III, Clearwater Beach, Florida, December 2 to S, 1985.
• 18. ISO/DIS 9869.2, International Standard, Thermal Insulation - Building elements - In situ measurement of thermal resistance and thermal transmittance, International Organization for Standardization, 1991.
• 19. Enermodal Engineering Limited, Madelling two- and three- dimensional heat transfer through composite wall and roof assemblies in hourly energy simulation programs. ASHRAE 1145-TRP Final Report, Part I, Part II, Library of Wall Assemblies; prepared for ASHRAE Inc., Atlanta, Georgia, 2001.
• 20. E. KOSSECKA, J. KOŚNY, Conduction Z-tronsfer function coefficients for common composite wall assemblies, Conference Proceedings: "Thermal Performance of the Exterior Envelopes of Buildings VIII", December 2 -6, 2001, Clearwater Beach, Florida.
• 21. E. KOSSECKA, J. KOŚNY, Calculation of the 3D conduction transfer function coefficients for building walls, Conference Proceedings: "Low Energy House 2000", Cracow-Zakopane, October 25-27, 2000, 219-226.
• 22. K. W. CHILDS,"HEATING 7.2 User's Manual". ORNI/TM-12262. Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, TN, 1993.