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热负荷电算化的程序实现
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摘要： 通过对热负荷计算流程的阐述，来说明实现专业计算程序的一种思路。
关键词： 热负荷 程序 计算流程
最近几年，由于受节能问题的推动，计算机技术应用于暖通空调工程领域中的首要问题是建筑物冷热负荷计算和建筑物能量分析。社会需求的驱使，要求把粗糙的稳态或准稳态计算方法向精确的动态计算方法过渡。在这个新兴的领域里，算法理论研究主要是对建筑热过程电算方法的研究，包括经典的稳定传热计算方法，有限差分法，谐波分析法，以及新出现的传递函数法等。其中古老的经典方法由于有了计算机做为工具，又产生了新的研究和应用动力。（参考《建筑中文网》）
在暖通空调专业所从事的设计工作中，要进行大量的重复的，繁杂的计算工作。特别是在最基本的冷热负荷计算中，需要查看大量的参数，处理大量的数据，而在不同的计算单元中又存在大量的重复性计算内容，这样就大大的降低了工作效率，同时由于计算工作的枯燥乏味，因而许多设计人员不愿详细进行计算，而采用了估算或简化计算的方法，这样就造成了负荷计算数据的不精确与不合理性。
2、开发工具的选择随着计算机技术的普及，在各大高校计算机语言已成为我们暖通空调专业学生的必修课程，这样就为我们专业的电算化提供了契机。在这里，我以如今比较流行的计算机开发语言，微软公司的Visual Basic6.0为例（目前已成为大多数院校暖通空调专业的必修课程），来讲一下暖通专业中，有关计算程序设计的问题。Microsoft Visual Basic 开发语言是以BASIC语言为基础，可视化的、面向对象的、采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言，是一套完全独立的开发系统，它提供了开发Microsoft Windows®应用程序的最迅速、最简捷的方法。Visual Basic最引入注目的特点就是它访问数据库的强大功能，而在我们的专业计算中这一点显得很重要，因为我们在计算中要进行大量的数据处理，并且在完整的系统计算中，数据结果能否充分共享是程序自动化程度、功能是否完善的重要因素。Visual Basic6.0不仅引入了功能强大的ADO作为存取数据的新标准，还提供了新的数据环境设计器，使得数据库编程更为灵活、简便。数据库表的索引是比表搜索更快的排序列表。每个索引输入项指向其相关的数据库行。
3、程序的实现流程3.1 控制中心设计
在进行程序设计之前，首先我们先要明确一下，我们要求程序能给我们提供什么样的功能，这样我们才能通过开发工具来实现我们的目的。我们知道程序的关键是计算的准确性问题，但同时也要保证她的易用性，在进行专业的计算之前，我们需要对整个程序作一个整体设计，如下图所示，我们对控制中心作以下功能设计：
能够进入各计算模块，并方便返回控制中心； 完成对用户参数的设置修改； 提供各计算模块的输出 
软件系统流程图 3-1
这样设计的目的在于各计算模块之间是相互独立的，设计是通过控制中心对各模块起到协调组织的作用，而同时，各个模块又是独立的，这样方便我们对各个模块分开设计。完成了计算中心的设计我们就可以分开进入各个计算模块的设计过程了，由于篇幅的限制，在这里我谨以供暖热负荷计算模块为例，向大家介绍一下程序的实现过程，希望能给同仁们共享。
3.2 热负荷计算模块
供暖系统设计热负荷是供暖设计中最基本的数据。它直接影响供暖系统方案的选择、供暖管道管径和散热器等设备的确定、关系到供暖系统的使用和经济效果。与控制中心的设计思路相同，我们首先需要明确我们想要达到的目的，考虑热负荷计算的特点及程序使用的方便，我们对程序作以下功能设计：
为每一工程设置独立的存储空间； 能够对将要进行的工程计算项目进行管理，如新建、删除等； 能够重复进入已建立但未完成工程项目地继续计算过程； 计算用气象参数的自动调入； 各种规范规定的修正系数的自动选择或输入； 能够根据不同的已知条件选择正确的计算公式； 能够完成所有工程所需项目的计算； 能够对计算数据进行保存，修改，删除等操作； 完成计算最终数据的输出，打印等。以上问题的解决，需要对软件进行整体的规划，才能满足各部分协调一致地为系统设计热负荷的计算顺利工作。采用如下计算流程，如图示：
热负荷计算模块流程图 3-2
因为本系统可以进行工程的断点计算，所以需要对工程计算过程中的数据进行存储，故采用数据库系统来完成此项工作，首先在系统控制中心建立热负荷计算用数据库系统，而后以工程名称建立不同的数据表，每一个数据表代表一个独立计算单位，从而达到对数据随时保存的目的。
本过程为系统设计热负荷计算的核心部分，它需要完成房间9个部分的耗热量的计算过程，同时能随时存储每一部分的计算数据，对这一部分的计算程序需完成以下工作：
为每一房间建立独立的存储空间； 完成房间公用变量的存储过程； 计算包括所有可能引起房间耗热量的部分，每一部分互不影响，并能相应的存储到该房间的存储空间里； 能对各部分的计算数据进行汇总，最终得到该房间的设计热负荷； 能够对计算数据进行处理，如修改、删除、查找、打印等。 对本计算部分的程序设计如下面的流程所示： 
热负荷计算模块流程图 3-3
以上各部分的计算原理大同小异，现以外墙耗热量计算为例，对软件的计算原理作一阐述：
a. 点击外墙耗热量计算选项卡，进入外墙耗热量计算过程；
b. 作为一个房间，可能不止有一面外墙，而对各面外墙来说，所使用的计算过程是相同的，这样就需要软件能重复地调用这一计算过程；
c. 在计算的过程中需要对计算数据进行存储，并查看其范围是否合适，所以软件需要提供计算数据的查看功能；
d. 计算过程中在调用外部计算工具时，需能提供传值功能，并对外门参数进行选择处理。
其计算原理流程图如下：
热负荷计算模块流程图 3-4
软件需作如下处理：
外墙传热面积的自动计算； 外墙传热系数的计算或选择； 外墙朝向的选择； 计算数据的对应处理； 与计算模块的调用接口； 计算的连续性进行处理。对于以上问题进行如下解决，输入外墙尺寸，软件自动计算其面积；传热系数通过选择窗口进行选择输入，对于不同的朝向分别进行计算；每一方向的外墙计算调用同一计算模块，最后对各方向计算结果进行叠加处理，得到外墙部分的总耗热量；将外墙部分耗热量添加到数据库中进行存储。其软件流程如下：
热负荷计算模块流程图 3-5
其余各部分的计算原理与外墙耗热量计算原理基本相同，这里就不一一说明了，至此，供暖系统设计热负荷软件的计算流程已经全部完成。
4、结论本文只是通过对程序流程的介绍来阐述一下专业程序开发的思路，其中的热负荷计算模块采用的是稳定传热计算方法，参见《供热工程》（（第三版）中国建筑工业出版社 贺平 孙刚 编著）本文不再作详细介绍。作为具有专业特点的应用程序开发，每个人都可能有其独特的设计思路，无论采用何种设计流程，最终的目的都是一样的，提供精确的计算数据，满足专业设计的要求，同时能把设计人员从枯燥繁杂的计算中解脱出来，提高我们的工作效率。如今计算机技术的飞速发展也我们专业的计算机化程度提高提供了条件，作为开发工具而言，我们可以根据自身特点选用自己比较上手的语言。我们的专业知识如果能很好乘上计算机这个工具，一定会对我们专业的发展有极大的促进。在这里，希望大家多探讨，多交流，为我们专业的发展添砖加瓦。
参考资料：
1.《供热工程》（第三版）中国建筑工业出版社 贺平 孙刚 编著
2.《实用供热空调设计手册》中国建筑工业出版社 陆耀庆 主编
3.《空调负荷实用计算法》中国建筑工业出版社 单寄平 主编
4.《空调专业实用CAD技术》北京工业大学出版社 施建诺 王世洪 贾 衡 汪 逸 编著
5.《Visual Basic6.0中文版语言参考手册》北京希望电脑公司出品 Microsoft Corporation 著
来源: 《建筑中文网》.原文网址：http://www.pipcn.com/research/200512/8342.htm
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