长江流域住宅围护结构热工性能要求研究

摘要

节能减排是我国的基本国策，是建设节约型社会的根本要求。长江流域地区夏季炎热，冬季阴冷潮湿，室内居住热环境恶劣，居住建筑数量多、耗能大、建设速度快，其节能是当务之急。建筑节能措施都是先从改善围护结构热工性能开始，《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134-2001)提出了节能50％的目标，其中围护结构承担其中的25％。为实现这一目标，居住建筑围护结构各部件热工性能应符合标准中的规定，且2010年准备实施第三步节能设计标准即要求达到节能65％，这需要对建筑围护结构热工性能提出更高要求。
　　 论文选取长江流域七个典型城市住宅为研究对象，建立一个六层居住建筑模型。首先从建筑物规划布局着手，建立理想化的标准居住区布局模式，利用能耗模拟软件VisualDOE4.0，分析建筑规划布局、内遮阳及外遮阳对建筑能耗的影响。并通过正交试验设计，分析围护结构窗部件热工性能(K，SC)对建筑能耗的影响。
　　 论文探讨了长江流域地区节能相关技术路线：分析气候分区对建筑能耗的影响；选取全天在家和上班族式两种典型生活居住模式，分析不同居住形态对建筑能耗的影响；分析新风耗冷量、新风耗热量及新风总能耗量所占的比例，并模拟分析采用新风换气全热交换回收装置下不同对建筑能耗的影响。
　　 通过正交试验设计、GA-BP神经网络与拉丁超立方试验相结合，对围护结构各部件热工性能因子进行极差分析，分析围护结构各部件热工性能组合方案的节能效果。并研究不同体形系数和窗墙比下围护结构热工性能的要求。
　　 同时，通过建立对比性实验小室，根据实测数据，分析节能效果，模拟计算结果与实测结果吻合得很好，充分验证模拟计算的正确性。
　　 最后，研究分析居住建筑围护结构热工性能对自然室温的影响。自然室温反映了围护结构对外界气候和建筑使用条件的综合调节作用。对建筑物自然室温的分析，是掌握建筑围护结构不同气象条件下设计规律的有效手段。本文主要分析围护结构各部件热工热能对自然室温的影响，并比较分析基础建筑与节能建筑的自然室温。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1论文的研究背景

1.1.1建筑节能的必要性

1.1.2国外建筑节能现状

1.1.3国内建筑节能现状

1.1.4长江流域气候特征与居住热环境状况

1.1.5长江流域住宅耗能状况与节能潜力

1.2论文研究概述

1.2.1论文研究的提出

1.2.2论文研究的目的与意义

1.2.3主要内容、预期目标与创新之处

1.2.4技术路线

2 能耗模拟软件VisualDOE4.0简介

2.1模拟软VisualDOE4.0技术发展历程

2.2建筑能耗的计算方法和原理

2.3软件用户界面使用的简介

2.4小结

3 长江流域住宅围护结构对能耗的影响分析

3.1模拟条件

3.1.1建筑模型

3.1.2基础能耗

3.2建筑遮阳能耗模拟分析

3.2.1规划布局对建筑能耗的影响分析

3.2.2内遮阳对建筑能耗的影响分析

3.2.3外遮阳对建筑能耗的影响分析

3.3外窗热工性能对建筑能耗的影响

3.3.1玻璃遮阳对建筑能耗的影响分析

3.3.2正交试验设计

3.3.3玻璃窗热工性能对建筑能耗影响

3.4小结

4 长江流域地区节能相关技术路线分析

4.1气候分区对建筑能耗的影响分析

4.1.1长江流域节能气候分区的意义和目的

4.1.2气候分区的气候要素和指标体系

4.1.3长江流域采暖期和空调期的确定

4.1.4气候分区对建筑能耗的影响分析

4.2不同居住生活模式对建筑能耗的影响分析

4.2.1典型居住生活模式的选择

4.2.2不同居住生活模式对建筑能耗影响分析

4.3不同换气次数对建筑能耗影响分析

4.3.1全热交换器的应用

4.3.2采用全热交换器时不同换气次数对建筑能耗影响分析

4.4小结

5 长江流域地区围护结构综合方案设计

5.1围护结构各部件热工性能组合方案的节能分析

5.1.1正交试验方案设计

5.1.2 GA-BP神经网络与拉丁超立方试验相结合预测

5.1.3拉丁超立方抽样法(Latin Hypercube——LHC)原理

5.1.4围护结构各部件因子热工性能的极差分析

5.1.5建筑能耗模拟结果分析

5.2不同体形系数下围护结构热工性能的要求

5.2.1建筑体形系数的影响因素与节能关系的探讨

5.2.2不同体形系数围护结构热工性能的节能研究

5.3不同窗墙比围护结构热工性能的要求

5.3.1窗墙比对建筑能耗的影响分析

5.3.2试验设计

5.3.3不同窗墙比围护结构热工性能的节能研究

5.4小结

6 对比性实验验证

6.1实验目的

6.2测量仪器

6.3工程概况

6.3.1建筑模型

6.3.2基础小室构造及热工参数

6.3.3节能小室构造及热工参数

6.4实验步骤

6.5数据记录与处理分析

6.5.1数据记录

6.5.2数据处理分析

6.6实验验证

6.6.1冬季模拟结果的实验验证

6.6.2夏季模拟结果的实验验证

7 居住建筑围护结构对自然室温影响分析

7.1模拟条件

7.2外墙对自然室温的影响分析

7.3外窗对自然室温的影响分析

7.3.1外窗遮阳系数对自然室温的影响分析

7.3.2外窗传热系数对自然室温的影响分析

7.4屋顶对自然室温的影响分析

7.5基础建筑与节能建筑的自然室温对比分析

7.6小结

8 结论与展望

8.1结论

8.2展望

致谢

参考文献

附录 作者在攻读学位期间发表的论文目录