深圳市典型居住建筑能耗模拟及性能化节能设计方案研究

【摘要】：居住建筑能耗是民用建筑能耗的重要组成部分，相对于公共建筑来说，虽然基数较小，但是体量较大，而且随着城市建设的发展，它所占的比例也将越来越高。我国的建筑节能工作起步较晚，特别是居住建筑节能的发展与国外的差距甚大，所以建筑节能，尤其是居住建筑的节能，应予以高度重视，作为重要课题来研究。本课题也是深圳市建筑科学研究院“居住建筑性能化节能设计”科研项目的重要组成部分。 本文以深圳市的居住建筑为例，针对实际的典型建筑进行大量的能耗模拟和性能化节能方案设计。首先通过对18个住宅小区，近70万平方米的调研，得出了本地区节能参数(包括建筑朝向、窗墙面积比、体形系数、外围护结构构造等几个方面)的分布规律，并从中选出各类建筑的典型建筑利用DOE-2对现状能耗进行模拟，结果表明由于本地区的节能参数普遍超过了《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》的要求，所以导致了现有的大量居住建筑能耗值超标。比较了“对比评定法”和“节能综合指标限值法”的优缺点，指出了DOE-2和DOE2IN两个能耗模拟软件之间互相转化的方法。其次对一栋多层建筑的外墙传热系数进行了测试，测试值和设计值相差8.43％，并分析了产生误差的原因。接着对选出的各类典型建筑，通过大量的模拟具体分析了朝向、体形系数、外围护结构性能对各类建筑空调能耗的影响规律，得出了深圳地区最好朝向和最差朝向的节能率差值在0.08％～6.09％之间，体形系数在夏热冬暖地区对建筑的空调能耗影响很小，外墙、屋顶、外窗在不同建筑类型中的最大平均节能贡献率，并拟合出了480多种不同类建筑在不同节能参数组合方案条件下平均窗墙面积比C_M和空调能耗的关系式。最后针对前面大量的模拟结果，提出了适合建筑师使用的各类居住建筑的性能化节能设计方案，这些方案也必将为夏热冬暖地区居住建筑的节能审查提供重要的参考价值。 【关键词】：建筑节能 居住建筑 DOE-2 能耗模拟
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TU111;TU201.5
【目录】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-12
• 1 绪论12-24
• 1.1 课题的提出12-13
• 1.2 国内外建筑节能研究动向13-21
• 1.2.1 建筑能耗分析方法的发展13-14
• 1.2.2 国外建筑节能研究概况14-17
• 1.2.3 国内建筑节能研究概况17-21
• 1.3 本课题研究的主要内容与目标21-24
• 1.3.1 前人未尽工作21
• 1.3.2 本论文研究工作重点21-24
• 2 居住建筑节能参数的调查研究24-34
• 2.1 建筑朝向24-26
• 2.2 建筑体形系数26-27
• 2.3 建筑窗墙面积比27-29
• 2.3.1 各朝向窗墙面积比27-29
• 2.3.2 平均窗墙面积比CM29
• 2.4 建筑外墙29-31
• 2.5 建筑屋顶31
• 2.6 其他节能参数的调研31-34
• 2.6.1 建筑外窗的可开启面积31-32
• 2.6.2 外窗可开启面积与外窗所在房间地面面积的比值32-33
• 2.6.3 建筑外窗的构造做法及外遮阳33-34
• 3 居住建筑外墙热工现场测试34-42
• 3.1 现场测试系统的设计34-36
• 3.1.1 测试项目简介34
• 3.1.2 测试原理34-35
• 3.1.3 测试仪器选择及测试方法35-36
• 3.2 现场测试系统的误差分析36-39
• 3.2.1 现场测试中的误差来源36-37
• 3.2.2 系统不确定度的合成37-39
• 3.3 测试结果及分析39-42
• 4 典型居住建筑现状能耗模拟及评估42-54
• 4.1 DOE软件介绍42-48
• 4.1.1 DOE-2程序的数学模型42-43
• 4.1.2 DOE-2的基本输入输出43-44
• 4.1.3 DOE2IN软件介绍44-45
• 4.1.4 DOE-2和DOE2IN的转化及结果比较45-46
• 4.1 5 类典型建筑的选取46-48
• 4.2 居住建筑节能设计的评价方法48-51
• 4.2.1 对比评定法48
• 4.2.2 节能综合指标限值法48-49
• 4.2.3 两种方法对比分析49-51
• 4.3 典型居住建筑能耗模拟及评价51-54
• 5 居住建筑各要素对能耗影响的模拟分析54-82
• 5.1 外围护结构空调能耗理论54-60
• 5.1.1 外墙、屋顶空调能耗的理论54-58
• 5.1.2 外窗空调能耗的理论58-60
• 5.2 居住建筑各主要因素对能耗影响的模拟分析60-82
• 5.2.1 朝向对能耗的影响分析60-65
• 5.2.2 体形系数对能耗影响分析65-69
• 5.2.3 外围护结构对能耗影响分析69-82
• 6 居住建筑性能化节能设计方案82-94
• 6.1 性能化节能设计方案的节能参数选取原则82-85
• 6.1.1 朝向参数选择82-83
• 6.1.2 平均窗墙面积比CM的选择83
• 6.1.3 外墙参数的选择83-84
• 6.1.4 屋顶参数的选择84
• 6.1.5 外窗参数的选择84-85
• 6.2 居住建筑性能化节能设计方案85-87
• 6.3 居住建筑性能化节能设计方案设计流程87-90
• 6.4 对性能化节能设计方案的检验90-94
• 7 结论与进一步完善方向94-98
• 7.1 本文的主要研究成果94-96
• 7.2 后续研究工作的完善方向96-98
• 7.2.1 能耗模拟的进一步完善方向96
• 7.2.2 现场对外墙传热系数测试的进一步完善方向96-98
• 致谢98-100
• 参考文献100-104
• 附录104-124
• 附录A 5类建筑朝向和能耗的关系曲线104-106
• 附录B 外围护结构构造106-108
• 附录C 各类建筑在不同方案下能耗模拟结果(部分)108-118
• 附录D 各类建筑CM和空调能耗的回归方程式(部分)118-120
• 附录E 深圳市常用达标屋面做法120-121
• 附录F 外窗构造及热工性能121-123
• 附录G 研究生阶段发表论文123-124
• 独创性声明124
• 学位论文版权使用授权书124

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