重庆地区住宅建筑规划节能研究

论文摘要

随着我国国民经济的快速发展,城市化进程的加快,能源需求的持续增高,建筑能耗约占我国总能耗的1/4左右。居住建筑能耗是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。因此对于住宅建筑的节能研究显得尤为重要。居住小区建筑规划与设计是居住建筑全生命的起始阶段,规划和设计的合理性直接决定居住建筑的节能效果,决定能否为居住者提供舒适健康的节能建筑,因此本文着眼于重庆地区住宅建筑的规划阶段,重点分析在此阶段中对建筑能耗影响较大的参数,主要包括:建筑平面、建筑进深、建筑层高和建筑总高度以及各种建筑形态对于建筑物的体形系数S的影响、复式建筑、建筑物的朝向。但由于人们对于居住环境的要求越来越高,在满足人们基本需要的情况下,通过改变围护结构的手段,达到降低建筑能耗的目的。首先分析了建筑物的体形系数对建筑能耗的影响,我们主要通过计算机模拟软件DeST-h模拟分析了以下几方面因素:①针对各种不同平面形状的参量描述,以体形系数来评价,其中,圆和多边形为推荐平面形状,三角形对节能不利。②由进深X引起的体形系数S变化与建筑采暖能耗、空调能耗以及建筑总能耗呈二次抛物线正相关关系。体形系数S对建筑采暖能耗的影响和对建筑空调能耗的影响基本相同。不管楼层多少,建筑进深X对体形系数S的影响相差不大。但由于二次抛物线的曲率为正,所以体形系数越大,对建筑能耗的影响就越显著。③建筑体形系数S与建筑层高h两者之间呈线性负相关关系,而且建筑层数越多,层高h对体形系数S的影响就越小,而体形系数S对建筑能耗的影响越大;建筑体形系数S随着建筑总高度H的增加而减小。建筑总高度H对低层建筑、多层建筑和中高层建筑的体形系数S影响非常大,而对其他建筑的体形系数影响就非常有限了。体形系数S逐渐减小,建筑采暖能耗、空调能耗和建筑总能耗也随之减小,而且体形系数S对建筑采暖能耗的影响明显大于对空调能耗的影响。④建筑选型中以联排建筑、带入户花园和飘窗的建筑和退台式建筑为研究对象,讨论分析了建筑凹凸变化与体形系数S和建筑能耗之间的影响关系。结果表明:建筑立面越有层次感,凹凸变化越多,建筑体形系数S则更大,相应地建筑能耗也会增大。其次对目前社会上比较流行的复式建筑类型进行计算机模拟分析,结果表明:在其他条件相同的情况下,复式建筑的建筑能耗比普通建筑的建筑能耗高。再次是在不改变建筑形态的情况下,改变建筑的围护结构,运用计算机模拟进行分析,得到比较有利于降低能耗的外墙保温材料和屋面保温材料。最后仍然用计算机模拟的手段分析了建筑物的朝向与建筑能耗之间的关系。结果表明:正南朝向是最有利于节能的朝向,随着角度分别向东和向西偏向,建筑全年的空调能耗、采暖能耗与总能耗都在不断增加,其呈现的规律为“正南向→南偏东→南偏西”。综合冬夏日照环境与夏季有利于组织良好的自然通风分析,重庆地区建筑的最佳朝向是南偏东15°至南偏西15°,适宜朝向是南偏东45°至南偏西30°。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 建筑节能的概念及意义
• 1.2.1 建筑节能的概念
• 1.2.2 建筑节能的意义
• 1.3 建筑规划阶段节能设计的意义
• 1.4 规划阶段住宅建筑设计参数
• 1.4.1 规划阶段住宅建筑设计参数
• 1.4.2 体形系数与建筑节能
• 1.4.3 复式建筑与建筑节能
• 1.4.4 建筑朝向与建筑节能
• 1.5 建筑围护结构与建筑节能
• 1.6 重庆地区气候特点及住宅节能现状
• 1.6.1 自然气候
• 1.6.2 重庆地区居住建筑节能现状
• 1.7 建筑能耗模拟方法
• 1.8 课题主要研究内容和目标
• 2 研究方法
• 2.1 建筑能耗计算方法
• 2.2 建筑能耗模拟软件
• 2.3 常用计算机模拟软件介绍
• 2.3.1 Doe-2 软件
• 2.3.2 EnergyPlus 软件
• 2.3.3 PKPM 软件
• 2.4 DeST 介绍及其基本输入输出参数
• 2.4.1 DeST 介绍
• 2.4.2 模型边界条件和基本参数介绍
• 3 建筑平面、进深与建筑能耗
• 3.1 建筑平面与建筑能耗
• 3.2 建筑进深与建筑能耗
• 3.2.1 分析用模型
• 3.2.3 低层建筑
• 3.2.4 多层建筑及中高层建筑
• 3.2.5 高层以及超高层建筑
• 3.3 本章小结
• 4 建筑高度与建筑能耗
• 4.1 建筑层高h、体形系数S 与建筑能耗
• 4.1.1 条式建筑——一字型建筑
• 4.1.2 点式建筑——Y 型建筑
• 4.2 建筑总高度H、体形系数S 与建筑能耗
• 4.2.1 点式建筑
• 4.2.2 条式建筑
• 4.3 本章小结
• 5 建筑形态与建筑能耗
• 5.1 联排建筑
• 5.2 带入户花园和飘窗的建筑与建筑能耗
• 5.2.1 入户花园和飘窗
• 5.2.2 模型能耗模拟与能耗规律分析
• 5.3 退台建筑
• 5.4 本章小结
• 6 复式建筑与建筑能耗
• 6.1 复式建筑的起源与定义
• 6.1.1 早期的复式住宅
• 6.1.2 当前国内的复式位宅
• 6.2 模型能耗模拟与能耗规律分析
• 6.2.1 联排别墅建筑和花园洋房
• 6.2.2 小高层和高层建筑
• 6.3 本章小结
• 7. 节能对策研究
• 7.1 围护结构的节能技术
• 7.1.1 墙体的保温
• 7.1.2 屋面保温隔热措施
• 7.2 节能方案
• 7.3 各方案能耗模拟分析
• 7.3.1 复式建筑
• 7.3.2 带入户花园的建筑和退台式建筑
• 7.4 本章小结
• 8 建筑朝向与建筑能耗
• 8.1 朝向与建筑全年能耗分析
• 8.1.1 模拟方案及计算结果
• 8.1.2 模拟结果分析
• 8.2 最热日朝向与能耗分析
• 8.2.1 各朝向温度分析
• 8.2.2 各朝向能耗分析
• 8.3 最冷日朝向与能耗分析
• 8.3.1 各朝向温度分析
• 8.3.2 各朝向能耗分析
• 8.4 本章小结
• 9 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录