《GX建筑熱力與太陽能利用》（雙語）教學(xué)大綱

1、GX建筑熱力與太陽能利用(雙語)教學(xué)大綱課程編號(hào)：0807214001課程名稱：GX建筑熱力與太陽能利用英文名稱：GX Solar Heating and Building Thermal Dynamics課程類型：公共選修課總 學(xué) 時(shí)：32 講課學(xué)時(shí)：32 學(xué)分：2適用對(duì)象：土木、建筑、熱動(dòng)、設(shè)備、工程管理等理工科本科各專業(yè)先修課程：建筑材料，建筑物理，建筑熱工學(xué)，傳熱學(xué)一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)建筑熱力與太陽能利用屬于公共選修課，是一門理論緊密結(jié)合實(shí)際，向?qū)W生介紹建筑節(jié)能、建筑新能源利用知識(shí)的設(shè)計(jì)探究型Design developing雙語課程。本課程主要講授：線路模型 Circuit mo

2、del；能量守恒與熱力模型 Conversation of energy and dynamic model；窗戶得熱 Solar heat gain through windows；建筑不透明外圍護(hù)結(jié)構(gòu)得熱 Solar energy absorbed in walls and roofs；窗墻得熱對(duì)比 Plotting windows and walls on an equal computational footing；多節(jié)點(diǎn)模型 Multi-nodal model；頻譜分析 Frequency analysis等內(nèi)容，通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握建筑節(jié)能新材料、可再生新能源的應(yīng)用原理和方法

3、，增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)本科教學(xué)工作水平評(píng)建指標(biāo)體系中對(duì)雙語課程的要求。二、教學(xué)基本要求通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生：1. 了解線路模型、熱電類比的建筑熱工處理方法；2. 熟悉導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量、熱阻、換熱系數(shù)、熱量強(qiáng)度、室外綜合溫度、太陽輻射得熱系數(shù)、遮陽系數(shù)等概念；3. 理解建筑中的能量守恒與熱力模型；4. 掌握建筑通過透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)和非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)獲得能量的大??；5. 理解建筑內(nèi)部溫度或熱流振幅衰減和相位延遲的原因。三、教學(xué)內(nèi)容及要求1. 線路模型 Circuit model了解建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中熱流傳遞的基本過程，熟悉線路模型的起源，掌握用熱傳導(dǎo)（Thermal conductivity）

4、和熱容量(Heat capacity)衡量建筑熱工性能的方法，掌握熱阻的概念以及熱阻的串聯(lián)和并聯(lián)計(jì)算；2. 能量守恒與熱力模型 Conversation of energy and dynamic model了解基于室內(nèi)溫度的能量守恒方程，掌握穩(wěn)定傳熱狀態(tài)下熱流強(qiáng)度的計(jì)算方法和意義，理解幾種非穩(wěn)定傳熱的推導(dǎo)過程和室內(nèi)溫度變化特點(diǎn)，熟悉熱時(shí)間常數(shù)(The thermal time constant)的概念，了解溫度或者熱流分時(shí)段離散(discrete time intervals)的方法和意義；3. 窗戶得熱 Solar heat gain through windows了解窗戶得熱的三條途徑，

5、理解太陽總輻射、傳輸（透射）系數(shù)、吸收系數(shù)、總傳熱系數(shù)等概念，掌握窗系統(tǒng)總傳熱系數(shù)（總熱阻）的定量計(jì)算結(jié)果并與非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)作對(duì)比；4. 建筑不透明外圍護(hù)結(jié)構(gòu)得熱 Solar energy absorbed in walls and roofs了解太陽輻射得熱系數(shù)、太陽輻射得熱量、遮陽系數(shù)等概念，理解室外綜合溫度的意義并掌握其計(jì)算方法，掌握水平壁面與垂直壁面、淺色表面與深色表面熱阻計(jì)算結(jié)果以及室外綜合溫度與室外溫度差的不同；5. 窗墻得熱對(duì)比 Plotting windows and walls on an equal computational footing了解窗、墻得熱過程和影響因素，理

6、解當(dāng)室內(nèi)、外溫差較小時(shí)窗系統(tǒng)得熱優(yōu)于墻體，而當(dāng)太陽輻射較弱時(shí)墻體更好；6. 多節(jié)點(diǎn)模型 Multi-nodal model了解現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)在求解多節(jié)點(diǎn)熱傳遞問題中的應(yīng)用原理和方法，熟悉軟件Matlab；7. 頻譜分析 Frequency analysis了解時(shí)域、頻域變換，理解建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中熱流強(qiáng)度或溫度傳遞的振幅衰減和相位延遲。四、實(shí)踐環(huán)節(jié)建筑中利用可再生能源現(xiàn)狀調(diào)查，包括使用場(chǎng)所、投資成本、使用效果、存在問題等，以調(diào)查報(bào)告形式呈交。五、課外習(xí)題及課程討論1. 閱讀并摘要翻譯一篇有關(guān)建筑節(jié)能的英文文獻(xiàn)；2. 辯論課一次，辯題：利用設(shè)備創(chuàng)造室內(nèi)舒適熱環(huán)境的利與弊，正方：利大于弊，反方：弊大于利

7、。六、教學(xué)方法與手段本課程以課堂講授為主要教學(xué)方法，鼓勵(lì)學(xué)生參考和閱讀外文文獻(xiàn)。課程采用多媒體課件與板書相結(jié)合方式進(jìn)行課堂教學(xué)，學(xué)生在課下進(jìn)行復(fù)習(xí)或預(yù)習(xí)。七、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配 章節(jié)（或內(nèi)容）講課習(xí)題課討論課實(shí)驗(yàn)其它合計(jì)線路模型66能量守恒與熱力模型88窗戶得熱44建筑不透明外圍護(hù)結(jié)構(gòu)得熱66窗墻得熱對(duì)比44多節(jié)點(diǎn)模型22頻譜分析22考查合 計(jì)30232八、考核方式 本課程為考查課程，期末呈交讀書報(bào)告，包括課程總結(jié)和學(xué)習(xí)感想等。學(xué)生的課程總評(píng)成績(jī)由平時(shí)成績(jī)（占30%）和期末考查成績(jī)（占70%）兩部分構(gòu)成，平時(shí)成績(jī)主要考查出勤、調(diào)研報(bào)告、英文文獻(xiàn)閱讀和學(xué)習(xí)主動(dòng)性等情況。九、推薦教材和教學(xué)參考書教 材：建筑熱力與太陽能利用，自編講義參考書：建筑物理(第二版)，柳孝圖 主編，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006ASHRAE HOF,2001暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004建筑物理環(huán)境與設(shè)計(jì)，柳孝圖 主編，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008太陽能房屋，美安德森 布魯克 著，聶鑫，陳立堅(jiān) 編譯，黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1985太陽能的利用，郭延瑋，劉鑒民 編著，科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1987十、說明 1.本課程著重講述建筑利用太陽能的基本原理、基本知識(shí)，建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的基本思想和方法。2.受課時(shí)所限,對(duì)課程中嚴(yán)密的邏輯推導(dǎo)過程，教師講授中