围护结构内湿传递对建筑能耗的影响

论文摘要

夏热冬冷潮湿地区,夏季潮湿多雨闷热,冬季潮湿寒冷,室外平均相对湿度高。由于室内外温度及湿度差的存在,围护结构内会形成相应的温度及湿度梯度,从而造成建筑围护结构内复杂的湿传递现象的产生,湿量在建筑围护结构中的传递和积累将严重降低围护结构的热阻,增加建筑能耗,减少建筑使用年限,促进霉菌生长,墙体冷凝结露等现象出现。因此研究围护结构内湿传递现象对于建筑节能,改善室内环境等具有重要意义。同时,围护结构吸放湿过程直接影响室内湿度以及潜热负荷,同时由于吸放湿过程引起含湿量的变化,相变及温度分布的变化,影响着显热负荷,从而对建筑能耗带来一定的影响。随着建筑能耗模拟计算的精确化发展趋势,围护结构内湿传递现象这一影响因素逐渐得到重视,但目前的建筑能耗计算中能够准确并简便地估算围护结构内湿传递现象对建筑能耗影响的方法较少。因此,本文将针对长江中下游地区(以南京地区为例)住宅建筑展开研究,通过问卷调研及模拟计算的方法,比较分析围护结构内湿传递对该地区住宅建筑能耗的影响,以指导建筑节能规范中的相关规定。进而提出优化建筑节能设计的方法及针对夏热冬冷地区住宅建筑节能规范提出相关改善条款。本研究首先对长江中下游地区(以南京为例)住宅建筑展开问卷调研,了解南京地区住宅建筑能耗现状及室内环境现状,填补南京地区描述住宅建筑能耗现状的真实数据资料的空缺,并为后文的模拟计算提供真实数据参照。第二,建立南京地区住宅建筑标准模型,比较其在不考虑围护结构内湿传递情况下与考虑围护结构内湿传递情况的建筑采暖能耗,制冷能耗及整体能耗。将考虑围护结构内湿传递情况的模拟简化,使其适用于设计过程。分析两种情况下的能耗情况,证明了,南京地区住宅建筑围护结构内湿传递现象对建筑能耗存在影响,不考虑围护结构内湿传递情况将导致住宅建筑的能耗浪费,尤其是夏季制冷能耗浪费较大。最后,为验证比较模拟的准确性,选择南京地区一典型住宅建筑,调研其基本信息及能耗使用情况,采用上文中的模拟方法模拟,比较模拟结果与真实能耗,证明上文中的模拟方法具有一定的准确性,模拟比较结论具有参考价值。通过问卷调研,模拟计算以及模拟验证,本文证明了南京地区住宅建筑,围护结构内湿传递现象会对能耗带来影响,忽略围护结构内湿传递现象,会造成一定的能耗浪费,尤其对夏季制冷能耗影响较大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1. 研究背景与对象
• 1.1.1. 研究缘起
• 1.1.2. 研究背景
• 1.1.3. 研究意义
• 1.2. 研究内容与方法
• 1.2.1. 研究方法
• 1.2.2. 内容概要
• 第二章 文献综述
• 2.1. 湿传递相关文献
• 2.1.1. 围护结构内湿传递研究现状概述
• 2.1.2. 围护结构内湿传递与建筑能耗的关系
• 2.1.3. 湿传递模拟方法
• 2.2. 住宅建筑节能规范相关文献
• 2.2.1. 中国住宅建筑节能规范发展历程
• 2.2.2. 南京地区住宅建筑节能规范
• 2.2.3. 与湿传递相关条款
• 2.2.4. 与美国及日本住宅建筑节能规范比较
• 2.3. 本章小结
• 第三章 模拟数据收集——能耗调研
• 3.1. 调研问卷设计
• 3.1.1. 能耗调研现状综述
• 3.1.2. 能耗调研问卷设计
• 3.2. 调研范围
• 3.3. 调研数据分析
• 3.3.1. 住宅概况
• 3.3.2. 住宅热工性能
• 3.3.3. 夏季住宅室内热环境
• 3.3.4. 冬季住宅室内热环境
• 3.3.5. 夏季制冷能耗情况
• 3.3.6. 冬季采暖能耗情况
• 3.3.7. 住宅年代与能耗关系比较
• 3.4. 本章小结
• 第四章 模拟计算
• 4.1. 选择模拟平台
• 4.1.1. 能耗模拟软件综述
• 4.1.2. Designbuilder整体建筑能耗模拟软件
• 4.2. 建立标准模型
• 4.2.1. 选择模拟日期
• 4.2.2. 气象参数
• 4.2.3. 模型物理参数
• 4.2.4. 湿源简化设置
• 4.2.5. 围护结构吸湿量计算
• 4.3. 模拟结果
• 4.3.1. 不考虑围护结构内湿传递情况
• 4.3.2. 考虑围护结构内湿传递情况
• 4.4. 模拟数据分析
• 4.4.1. 两种情况下冬夏两季整体能耗分析
• 4.4.2. 两种情况下冬夏两季逐日能耗分析
• 4.5. 南京地区案例分析
• 4.5.1. 案例参数设定
• 4.5.2. 案例模拟结果
• 4.6. 本章小结
• 第五章 模拟验证
• 5.1. 典型案例调研
• 5.1.1. 典型案例住户情况
• 5.1.2. 典型案例能耗使用情况
• 5.2. 典型案例模拟
• 5.2.1. 建立典型案例模拟模型
• 5.2.2. 模拟考虑围护结构内湿传递的情况
• 5.3. 数据比较
• 5.3.1. 模拟能耗与实际能耗比较
• 5.3.2. 验证分析
• 5.4. 本章小结
• 第六章 结论与反思
• 6.1. 要点总结与初步讨论
• 6.2. 发展与后续研究
• 致谢
• 参考文献
• 插图和附表清单
• 附录1 关于南京市住宅建筑夏季室内环境状况的问卷调查
• 附录2 关于南京市住宅建筑夏季室内环境状况的抽样调查
• 附录3 1980-1990年建造住宅建筑冬季问卷
• 附录4 1990-2000年建造住宅建筑冬季问卷
• 附录5 2000年至今建造住宅建筑冬季问卷
• 附录6 1980-1990年建造住宅建筑夏季问卷
• 附录7 1990-2000年建造住宅建筑夏季问卷
• 附录8 2000年至今建造住宅建筑夏季问卷
• 附录9 攻读学位期间发表的学术论文目录