湖南北部地区村镇住宅热环境及节能技术研究

论文摘要

随着新农村建设的开展,农村新建住宅越来越多。但同时,由于以往对农村住宅热环境及节能的关注不够以及农村经济水平方面的制约,住宅的建筑热工性能没有得到改善,保温隔热性能仍然很差。近年的趋势是村镇住宅对空调采暖设备的需求越来越大,住宅领域的能源消费比例也将越来越大。因此,农村住宅建筑节能是新时期我国建筑节能工作的一个重要组成部分。长期以来,国内对住宅节能的研究主要集中在城市住宅,而涉及到村镇住宅的节能研究并不多,目前急需开发和推广适用的节能措施来指导农村的住宅建设。本文首先通过对湖南北部地区农村住宅冬、夏室内热环境的各连续7天测试与住宅全年能耗的调查,分析表明当前该地区农村住宅的室内热环境普遍很差,其主要原因是由于建筑外围护结构的保温隔热性能不好,特别是屋面的隔热性能差。通过对不同地点农村住宅全年能耗的调查统计发现,农村的能源结构与能耗水平与当地的经济水平以及其周围的资源环境密切相关,另外农村居民的生活习惯也会对住宅能耗产生较大的影响。针对屋面对农村住宅的室内热环境影响显著这一特点,本文接着从减少辐射传热的角度,用实验和计算机模拟的方法对双层通风屋面的强化隔热进行了研究。研究结果表明,在双层通风屋面的空气间层内架设遮热板以及在间层的表面贴铝箔等具有较低长波发射率的材料可以显著地提高双层通风屋面的隔热性能。其中贴铝箔是既经济又实用的措施,天花板日平均热流密度可下降36.4%。为了进一步地分析在双层通风屋面间层上表面贴铝箔的强化隔热措施对农村住宅空调能耗的影响,本文用EnergyPuls软件对一栋农村住宅进行了夏季供冷能耗模拟,结果表明间层上面为轻型结构下面为重型结构的双层通风屋面的强化隔热效果最明显。与城市住宅相比,村镇住宅的能耗有很多独特的地方。目前对于村镇住宅建设还没有具体的规范来指导,本文研究内容对降低村镇住宅的能耗和改善其室内热环境具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外住宅节能研究进展
• 1.2.1 国外住宅节能研究进展
• 1.2.2 国内住宅节能研究进展
• 1.2.3 村镇住宅的研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 第2章 住宅建筑节能设计原理及途径
• 2.1 围护结构基本传热原理
• 2.1.1 稳定传热
• 2.1.2 周期性传热
• 2.2 住宅节能原理及技术途径
• 2.2.1 夏季隔热原理及途径
• 2.2.2 冬季保温原理及途径
• 2.3 气候对住宅节能设计的影响
• 2.4 村镇住宅能耗的主要影响因素
• 第3章 村镇住宅室内热环境及能耗调查分析
• 3.1 室内热环境及住宅能耗的影响因素
• 3.2 研究的目的与意义
• 3.3 研究方法
• 3.4 室内热环境实测分析
• 3.4.1 实测对象的选择
• 3.4.2 使用的仪器设备
• 3.4.3 实测分析
• 3.4.4 村镇住宅室内热环境特点
• 3.5 住宅能耗调查分析
• 3.5.1 调查对象的选择
• 3.5.2 问卷调查内容
• 3.5.3 能耗统计方法
• 3.5.4 能耗分析
• 3.5.5 村镇住宅的用能特点
• 3.6 本章小结
• 第4章 村镇住宅通风屋面隔热技术研究
• 4.1 概述
• 4.2 研究的目的与意义
• 4.3 研究方法
• 4.4 双层通风屋面强化隔热实验研究
• 4.4.1 实验对象的选择
• 4.4.2 实验仪器设备介绍
• 4.4.3 实验说明及仪器布置
• 4.4.4 实验数据处理及结果分析
• 4.5 双层通风屋面FLUENT 模拟研究
• 4.5.1 几何模型的选定
• 4.5.2 计算边界条件的确定
• 4.5.3 不同厚度空气间层对双层通风屋面隔热的影响
• 4.5.4 双层通风屋面的构造特点对屋面隔热的影响
• 4.5.5 双层通风屋面强化辐射隔热FLUENT 模拟
• 4.6 本章小结
• 第5章 典型通风屋面住宅室内热环境及能耗模拟
• 5.1 计算机能耗模拟简介
• 5.2 实际住宅室内温度的EnergyPlus 模拟预测
• 5.3 不同形式通风屋面对住宅供冷能耗的影响
• 5.3.1 三种普通通风屋面住宅的供冷能耗比较
• 5.3.2 通风屋面强化隔热后对住宅供冷能耗的影响
• 5.4 经济性分析
• 5.4.1 石膏板吊顶通风屋面
• 5.4.2 外架混凝土薄板通风屋面
• 5.4.3 双层预制板通风屋面
• 5.5 本章小结
• 第6章 试验性节能村镇住宅简介
• 6.1 概况
• 6.2 技术集成介绍
• 6.2.1 墙体
• 6.2.2 窗户
• 6.2.3 屋面
• 6.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 附录 B 住宅基本信息及全年能耗调查表
• 致谢