重庆市小城镇住宅外窗节能研究

【摘要】： 首先,住宅建筑能耗是民用建筑能耗的重要组成部分,而我国建筑物通过窗户散失的能量约占建筑总耗能的50%,提高窗户的热工性能是建筑节能最经济有效的方法。其次,我国目前小城镇建设发展迅速,但是对于小城镇住宅建筑节能及室内热环境的研究却发展较慢。随着小城镇经济的快速发展,人民生活水平的不断提高,对于小城镇建筑能耗及室内热环境的研究变得日趋重要。结合小城镇经济及气候特点,可以将小城镇住宅建筑的外窗节能研究作为一个重要的突破点。 在对于住宅外窗节能的研究上,国内外发展差异较大,国外对窗户节能研究比较早,所采用的研究方法主要是理论计算研究、计算机模拟分析和实验测试研究,并将以上方法互相结合,取得许多的研究成果。国内研究受地区限制比较明显且多在高校,研究成果很难转化为实际应用。在标准制定上,现行国家标准主要包括《建筑外窗保温性能分级及其检测方法》(GB8484-2002)和《建筑外窗空气渗透性能分级及其检测方法》(GB71017-2002)其中对窗户的传热系数和空气渗透量这两项指标做了规定。国外发达国家在门窗性能分级和认证标识体系方面发展较完善。 本研究立足于夏热冬冷地区典型城市—重庆,以小城镇住宅建筑作为研究对象,首先选用DeST-h能耗动态分析软件作为工具以重庆江津市白沙镇节能楼作为基础模型分析了12种不同外窗在4个不同朝向下的的建筑能耗状况。对其总能耗、制冷能耗、采暖能耗进行了比较分析。 以重庆江津白沙节能楼作为依托,依据外窗传热和遮阳理论搭建试验测试平台,对不同类型、朝向的房间设置不同种类的外窗在自然工况下利用铜-康铜热电偶线自制热电偶测点接入多功能建筑热工数据采集系统(巡回检测仪)记录在不同季节的窗户内外壁面温度、室内温度,全面分析了窗户的不同选择在夏末、过渡季、冬季三个阶段自然工况下对室内热环境的影响。此外还利用PC-2型太阳辐射记录仪在夏季炎热季节对室外太阳辐射进行了纪录,作为测试的参考数据。 最后,使用DeST-h软件对节能楼的真实情况进行了模拟,将所得房间的模拟温度值与同期实测值进行了比较分析,两者具有较好的一致性。本文所研究的外窗节能的模拟同实测结论希望能够对重庆小城镇地区的建筑节能工作提供一定的依据和参考。 【关键词】：小城镇 外窗节能 模拟分析 试验测试
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TU111.4
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 研究背景9-12
• 1.1.1 建筑节能9-10
• 1.1.2 窗户节能10
• 1.1.3 我国建筑节能标准的制定及实施现状10-11
• 1.1.4 重庆市建筑节能标准的制定及未来目标11-12
• 1.2 国内外住宅窗户节能研究的发展及现状12-15
• 1.2.1 国外住宅窗户研究现状12-13
• 1.2.2 国内窗户节能研究现状13
• 1.2.3 国外门窗性能分级和认证标识体系13-15
• 1.3 重庆市居住建筑窗户使用现状15-16
• 1.3.1 重庆市气候特点与室内热环境15-16
• 1.3.2 重庆市居住建筑窗户使用现状16
• 1.4 本论文主要研究内容和解决的问题16-19
• 2 外窗传热理论基础19-41
• 2.1 外窗传热过程及节能影响因素19-22
• 2.1.1 外窗基本传热过程分析19-21
• 2.1.2 影响窗户节能的因素21-22
• 2.2 太阳辐射相关理论22-28
• 2.2.1 太阳与壁面的关系22-24
• 2.2.2 太阳常数与太阳光谱24
• 2.2.3 地球表面上太阳辐射的计算24-28
• 2.3 窗户构造及开启方式28-33
• 2.3.1 窗户的玻璃部分28-30
• 2.3.2 窗框材料简介30-32
• 2.3.3 窗户的开启方式32-33
• 2.4 窗户传热系数的简单计算方法33-36
• 2.4.1 窗户传热系数的构成33-34
• 2.4.2 玻璃系统的传热系数34-35
• 2.4.3 窗户框扇的传热35
• 2.4.4 窗户的传热系数35-36
• 2.5 外窗遮阳理论基础36-41
• 2.5.1 遮阳的形式及主要分类36-37
• 2.5.2 内遮阳及其热工性能介绍37-38
• 2.5.3 外遮阳及其热工性能介绍38-39
• 2.5.4 结合建筑整体的遮阳设计39-41
• 3 软件模拟及结果分析41-59
• 3.1 国内外能耗软件发展状况41-47
• 3.1.1 国外能耗分析软件情况41-43
• 3.1.2 DeST 软件简介43-46
• 3.1.3 国内相关研究46-47
• 3.2 本课题建筑能耗模型的建立47-59
• 3.2.1 模型建立的依据与过程47-52
• 3.2.2 能耗模拟结果52-57
• 3.2.3 不同朝向窗户的耗能比较及结论57-59
• 4 外窗节能试验测试59-69
• 4.1 实验测试目的59
• 4.2 实验测试条件与实验仪器设备59-63
• 4.2.1 测试地点与环境条件59-60
• 4.2.2 测试仪器设备60-63
• 4.3 实验测试方案63-65
• 4.3.1 建筑外窗测试方案63
• 4.3.2 测试测点布置方案63-65
• 4.4 实验测试系统的误差分析65-69
• 4.4.1 实验测试系统误差的来源65-66
• 4.4.2 实验测试系统仪器设备误差分析66-67
• 4.4.3 实验测试系统不确定度的合成67-69
• 5 实验测试结果与软件模拟结果的比较69-89
• 5.1 实验测试结果分析69-82
• 5.1.1 夏季晴朗天气测试结果分析69-74
• 5.1.2 过渡季节测试结果分析74-79
• 5.1.3 冬季测试结果分析79-82
• 5.1.4 实验测试结论82
• 5.2 实验测试与模拟结果的对比分析82-89
• 5.2.1 夏季测试与模拟结果对比分析84-85
• 5.2.2 过渡季节测试与模拟结果对比分析85-86
• 5.2.3 冬季测试与模拟结果对比分析86
• 5.2.4 结果的比较分析86-89
• 6 结论与展望89-91
• 6.1 本论文主要研究结论89
• 6.1.1 实验测试结论89
• 6.1.2 模拟分析结论89
• 6.2 本论文主要研究成果89-90
• 6.3 后续研究展望90-91
• 6.3.1 测试理论的后续研究90
• 6.3.2 实验测试方案的后续研究90-91
• 致谢91-93
• 参考文献93-97
• 附录97-102

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