夏热冬冷地区居住建筑墙体保温节能特性研究

【摘要】：目前,基于夏热冬冷地区居住建筑特有的部分时间部分空间的建筑用能特点下的建筑节能基础研究较少；节能软件在计算该地区建筑围护结构的热工性能优劣时,也是以计算每套住宅全空间、全时间内连续用能下的采暖和空调年耗电量为标准,与该地区住宅实际的采暖空调情况不符合,并非建筑实际的采暖和空调能耗,能否评判该地区的建筑节能效果值得怀疑。因此,对夏热冬冷地区居住建筑部分时间部分空间用能特点下的墙体保温节能特性开展研究具有重要的意义。 对此,本文通过调查分析夏热冬冷地区的气候特征和建筑用能特点,得出在夏热冬冷地区,夏季和冬季室内热环境较恶劣,且夏季室内热环境要比冬季恶劣,夏季室内热环境恶劣延续时间约是冬季的三倍；居住建筑用能特征主要表现为：以空调用能为主,夏季制冷电耗远高于冬季制热电耗；部分空间、部分时间用能,即卧室、客厅和书房等分别用能,且用能时间段及频率存在较大差异,应分别对待。 针对此用能特点下的居住建筑墙体保温节能特性,本文采用数值计算模型动态计算在该地区独特气候特征与用能特点下不同墙体保温体系下的建筑能耗,研究结果表明：相比不保温围护墙体,采用墙体内保温技术,既可以降低空调20.5%冷负荷,又可以降低48.2%空调热负荷；采用外墙外保温技术,可以降低22.3%空调热负荷,但却会增加21%空调冷负荷,即在夏季制冷时存在“反节能”现象。在部分空间用能特点下,当同时存在两面内墙和两面外墙时,内墙总耗能份额占总能耗的45%左右,仅略低于外墙总耗能,说明该地区建筑节能必须兼顾外墙保温和内墙保温。 另外,本文重点分析了外墙外保温技术在不同用能特点下的节能特性,探索适用于该地区的居住建筑墙体围护结构体系。结果表明：部分时间用能特性是外墙外保温技术在夏热冬冷地区出现“反节能”特性的根本原因；夏季制冷和冬季制热在部分时间用能特性下均有可能出现“反节能”特性；夏季部分时间制冷时,若白天制冷,外墙外保温技术的节能特性与外墙是否为“阳面墙”有关；但晚间制冷时,外墙外保温技术很大可能存在“反节能”特性。对于部分空间用能,外墙外保温技术忽略了内墙等内围护构件的能量耗散,不能最大程度上降低能量通过墙体等围护结构的耗散。因此,部分空间用能将降低外墙外保温技术的建筑节能效果。在夏热冬冷地区部分空间用能时,住宅建筑内墙的保温重要性反而高于外墙。 【关键词】：夏热冬冷地区 墙体保温 节能 数值计算
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU111.4
【目录】：

• 致谢6-7
• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 目录11-13
• 图目录13-15
• 表目录15-16
• 符号表16-17
• 第1章 绪论17-32
• 1.1. 研究背景及意义17-18
• 1.2. 居住建筑围护结构节能技术18-20
• 1.2.1. 居住建筑及室内热环境18-19
• 1.2.2. 住宅建筑围护结构能耗损失19
• 1.2.3. 居住建筑墙体保温技术19-20
• 1.3. 夏热冬冷地区居住建筑用能20-23
• 1.3.1. 我国气候分区及建筑用能20-22
• 1.3.2. 夏热冬冷地区居住建筑用能特点22-23
• 1.4. 墙体保温技术国内外研究进展23-26
• 1.5. 夏热冬冷地区墙体保温技术研究综述26-28
• 1.6. 建筑能耗数值计算研究28-29
• 1.7. 课题目标及研究内容29-32
• 第2章 夏热冬冷地区气候特征及居住建筑能耗特征调查分析32-48
• 2.1. 引言32
• 2.2. 浙江地区气候特征调查分析32-35
• 2.3. 浙江地区居住建筑电耗调查分析35-46
• 2.3.1. 调查对象和范围36-37
• 2.3.2. 居住建筑电耗水平及发展趋势37-38
• 2.3.3. 居住建筑电耗影响因素分析38-40
• 2.3.4. 居住建筑电耗特征40-44
• 2.3.5. 居住建筑空调电耗与气候特性关联分析44-46
• 2.4. 本章结论46-48
• 第3章 基于部分空间部分时间用能的居住建筑能耗数值分析48-67
• 3.1. 引言48-49
• 3.2. 数值计算模型49-51
• 3.3. Fluent软件设置51-52
• 3.4. 计算结果与分析52-66
• 3.4.1. 温度分布及动态变化52-56
• 3.4.2. 部分空间、部分时间用能特性56-58
• 3.4.3. 墙体保温节能特性58-60
• 3.4.4. 部分空间用能的影响60-62
• 3.4.5. 部分时间用能的影响62-65
• 3.4.6. 夏热冬冷地区最佳墙体保温方式的思考65-66
• 3.5. 本章结论66-67
• 第4章 外墙外保温技术在夏热冬冷地区节能特性分析67-77
• 4.1. 引言67
• 4.2. 墙体温度采集实验楼介绍67-69
• 4.3. 外墙外保温技术节能特性分析69-74
• 4.3.1. 夏季制冷和冬季制热的差异69-70
• 4.3.2. 全时间和部分时间用能的差异70-73
• 4.3.3. 全空间和部分空间用能的差异73-74
• 4.4. 探索夏热冬冷地区建筑节能体系的思考74-75
• 4.5. 本章结语75-77
• 第5章 全文总结77-80
• 5.1. 主要结论77-78
• 5.2. 本文主要创新点78
• 5.3. 未来工作展望78-80
• 参考文献80-86
• 作者简历及在硕士期间取得的科研成果86

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