燃池——稻草砖民居能源系统优化设计研究

摘要

生态环境的保护是人类可持续发展的保证，由于人类活动导致的资源枯竭，全球气候变暖(温室效应)、沙漠化等现象严重，已经威胁到人类的可持续发展，自上个世纪80年代人类意识到了由于自身活动带来的环境问题，提出绿色材料概念以后，世界各国己经开始行动采取措施控制生态环境的恶化，提倡绿色建筑，是保护生态环境的重要措施之一，生态环境建筑材料的发展担当着重要历史使命。建设部《绿色建筑评价标准》对”绿色建筑”的定义为“在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑(简称“四节一环保”)，而关予“绿色建材”按照建材工业协会相关文件的定义，“绿色建材产品是指具有优异的质量、使用性能和环境协调的建筑材料”。 燃池-稻草砖民居能源系统主要特点是用新型建筑材料稻草砖建造的民居与燃池有机的结合起来，解决广大东北地区农民冬季供暖问题。燃池使用的燃料包括：植物秸秆及碎末，以碎末为最佳，锯末子、稻壳、格挠、牛马粪类、亚麻子屑、树叶、碎草、麦余子、各种植物根茎、各种籽粒外壳等都可作为燃料，燃池经阴燃(缺氧缓慢燃烧)产生热量，经散热面通过传导、辐射和对流方式，提高室内温度的一种取暖方法。稻草砖的主要制作原料是稻草，稻草主要包括纤维素、半纤维素、木质素，还有粗蛋白质、无机盐等。纤维素的相对密度、抗拉强度、弹性模量等物理指标均已被掌握。纤维素在常温下很稳定，在高温、光照下，会发生氧化反应，降低稻草强度，所含无机盐主要是二氧化硅，由于老鼠、白蚁都不喜欢二氧化硅，因此稻草不易招致鼠害、蚁害。由于它的结构和成型特点，决定了它的生态优势：其主要原料稻、麦草是取之不尽的，一年生可再生资源；它在生产制造过程中不产生对环境的污染；它自身不含有害的物质，而且当它完成使用目的而被拆除时，仍可环保降解还它本来的面目-稻、麦革而回归大自然。 本文采用理论与实践相结合的研究方法，在理论上设计了一套稻草砖房和一套普通红砖房，稻草砖房采用燃池供暖，普通红砖房采用燃煤供暖，分别计算出稻草房和普通砖房的供热负荷，进行优化分析比较，对稻草房和普通砖房进行室内外温度测量，最后进行工程造价比较，运营成本比较，社会效益的对比分析(理论与实测)得出结论，论文创新点是把燃池与新型的建筑材料稻草砖建筑的民宅有机的结合起来组成一个新的能源系统，这个新的能源系统住宅与普通的住宅进行优化比较。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1研究的背景，目的和意义

1.1.1研究的背景

1.1.2研究的目的和意义

1.2国内外研究动态

1.2.1 国内研究动态

1.2.2国外研究动态

1.3研究的内容和方法

1.3.1研究的内容

1.3.2研究的方法

2房屋的设计和供热负荷计算

2.1稻草砖房的设计

2.1.1立面图

2.1.2剖面图

2.1.3平面图

2.2稻草砖房的热负荷计算

2.2.1计算传热系数

2.2.2房间(1)的热负荷计算

2.3普通砖房的设计

2.3.1立面图

2.3.2剖面图

2.3.3平面图

2.4普通砖房的热负荷计算

3燃池的设计和耗热量计算

3.1燃池的建筑材料与使用的燃料

3.1.1燃池的建筑材料

3.1.2燃池使用的燃料

3.1.3燃池的结构

3.2砌筑施工技术要求

3.2.1燃池尺寸的确定

3.2.2挖坑要求

3.2.3燃池的地面处理

3.2.4砌池壁围墙

3.2.5浇筑燃池项板

3.2.6进(出)料口的位置与盖板形式

3.2.7通风孔

3.2.8烟道尺寸与盖板处理形式

3.2.9调温插板

3.2.10池内注水处理

3.2.11燃池密封要求

3.3燃池使用技术要求

3.3.1燃料要求

3.3.2投料

3.3.3点火

3.3.4烟插板的调整

3.3.5燃池的燃烧和供热过程

3.4计算燃池砖墙的损耗热量

3.5计算燃池对房间的供热量

3.6计算单位时间内秸秆消耗量M

4普通民居与燃池—稻草砖民居室温测试对比分析

4.1室内外温度测试绘制温度曲线

4.2计算平均温度绘制平均温度曲线

5普通民居与燃池—稻草砖民居进行综合对比分析

5.1工程造价对比分析

5.2运营成本对比分析

5.3社会效益对比分析

6结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文