夏热冬冷地区居住建筑围护结构节能研究

【摘要】： 夏热冬冷地区夏季炎热,冬季阴冷潮湿。从适宜居住的角度来讲,必须采取一定的措施才能保证住宅建筑具有舒适的室内环境。《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134-2001)提出了节能50%的目标,其中围护结构承担其中的25%。与北方采暖地区建筑不同,围护结构要同时满足“冬季保温,夏季隔热”的双重要求。 论文分析了围护结构常用的节能措施,如复合墙体技术、倒置式屋面、节能玻璃、遮阳技术及其各自的特点。 论文用数值分析法对外墙体非稳态传热进行了分析。利用有限元软件,采用第三类边界条件,对二维复合墙体的温度场进行了分析,得出:在夏季,外保温墙体具有比内保温墙体低的内壁面温度;热工性能好的复合墙体具有更低的内壁面温度;从温度场的分布情况来看,外保温形式更有利于保护基层墙体。 论文选取了夏热冬冷地区东、中、西部的七个城市为代表城市,利用能耗分析软件VisualDOE4.0,分析了外墙、屋面、窗户及遮阳等对建筑物能耗的影响。结果表明:保温墙体对冬季节能率明显,而对夏季节能率影响不大。在一些城市,墙体保温甚至会增加夏季的空调负荷。总体来看,墙体保温后可以降低建筑物全年能耗,并能提高(降低)冬季(夏季)的墙体内壁面温度,提供相对舒适的热环境;提高窗玻璃热工性能及采用活动式遮阳,经济成本不高,节能效果明显;屋顶的热工性能对顶层房间能耗影响明显。 论文利用采暖度日数及空调度日数的方法,以重庆市为例,计算了不同复合墙体类型下保温材料的经济厚度。并对一定条件下节能投资是否满足不超过土建造价的10%进行了简单分析。 【关键词】：围护结构 居住建筑 外保温 活动式外遮阳 窗墙比
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TU201.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 建筑节能面临的形势和任务9-10
• 1.1.1 我国建筑能耗状况9-10
• 1.1.2 国家节能法规与政策10
• 1.2 夏热冬冷地区热环境与能耗状况10-12
• 1.3 国外建筑节能发展状况12-13
• 1.4 国内外围护结构热工性能13-14
• 1.5 课题的提出及论文的研究重点14-15
• 2 围护结构热工设计指标和节能技术措施15-25
• 2.1 规定性指标与性能性指标15-16
• 2.2 夏热冬冷地区建筑围护结构热工设计特点16-17
• 2.3 围护结构常采用的节能技术措施17-24
• 2.3.1 墙体节能技术17-20
• 2.3.2 屋面节能技术20-21
• 2.3.3 遮阳技术21-22
• 2.3.4 玻璃节能技术22-23
• 2.3.5 窗墙比23-24
• 2.3.6 体形系数24
• 2.3.7 朝向24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 围护结构非稳态传热分析25-37
• 3.1 围护结构非稳态传热分析方法25-28
• 3.1.1 谐波分析法25-26
• 3.1.2 反应系数法26
• 3.1.3 Z 传递函数法26
• 3.1.4 频域回归法26-27
• 3.1.5 数值分析法27-28
• 3.2 墙体非稳态传热的数值计算28-37
• 3.2.1 FLUNET 软件介绍28
• 3.2.2 墙体非稳态传热的计算模型28-31
• 3.2.3 模拟结果分析31-36
• 3.2.4 本章小结36-37
• 4 建筑能耗模拟技术的发展及模拟软件37-46
• 4.1 建筑能耗模拟的意义37-38
• 4.1.1 建筑模拟技术的发展37-38
• 4.1.2 建筑模拟软件分类38
• 4.2 建筑能耗模拟工具38-43
• 4.2.1 DOE 软件38-40
• 4.2.2 VisualDOE4.0 软件40-42
• 4.2.3 DeST(Designer’s Simulation Toolkits)软件42-43
• 4.2.4 ESP-r 软件43
• 4.2.5 EnergyPlus 软件43
• 4.3 能耗模拟用气象数据43-44
• 4.3.1 典型气象年数据（Typical Meterological Year, TMY, TMY-2)43-44
• 4.3.2 能量计算用天气年（Weather Year for Energy Calculation, WYEC）44
• 4.3.3 中国标准年44
• 4.3.4 DeST 提供的逐时气象数据44
• 4.4 本章小结44-46
• 5 建筑物能耗模拟分析46-75
• 5.1 确定城市及建筑模型46-48
• 5.1.1 城市的选择及气候差异46-48
• 5.1.2 标准中基础建筑及基础能耗定义48
• 5.2 模拟建筑及其基础能耗48-50
• 5.2.1 建筑物模型48-49
• 5.2.2 模型的基础能耗49-50
• 5.3 外墙节能方案50-67
• 5.3.1 十类墙体构造方案50-51
• 5.3.2 能耗模拟结果分析51-54
• 5.3.3 模拟结果的实验验证54-55
• 5.3.4 墙体内外壁面温度分析55-65
• 5.3.5 内壁面温度对人体换热量的影响65-67
• 5.4 屋顶节能方案的能耗分析67-68
• 5.5 遮阳和遮挡的能耗分析68-70
• 5.5.1 外窗外遮阳68-70
• 5.5.2 建筑物西向外遮挡70
• 5.6 玻璃窗热工性能对能耗的影响70-71
• 5.7 朝向对能耗的影响71-72
• 5.8 窗墙比对能耗的影响72-73
• 5.9 本章小结73-75
• 6 综合方案设计及经济分析75-87
• 6.1 围护结构各部件节能措施的组合设计方案75-76
• 6.1.1 各项最优措施组合的优化方案75
• 6.1.2 正交实验方案设计75-76
• 6.2 建筑物模拟结果分析76-79
• 6.2.1 能耗模拟结果76-77
• 6.2.2 室内温度的室温波动曲线（冬、夏季）77-79
• 6.3 外墙保温材料的经济厚度79-86
• 6.3.1 经济性分析的必要性及方法79-80
• 6.3.2 保温材料经济保温厚度的计算80-85
• 6.3.3 围护结构节能投资造价分析85-86
• 6.4 本章小结86-87
• 7 结论与进一步完善的方向87-89
• 7.1 主要结论87-88
• 7.2 进一步完善的方向88-89
• 致谢89-90
• 参考文献90-93
• 附录93-95

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