夏热冬冷地区住宅节能设计研究与实践

摘要

本课题研究内容隶属于国家科技支撑计划项目（2006BAF02A29），同时课题组受武汉市墙体改革节能办公室的委托，对夏热冬冷地区住宅建筑进行节能研究。以程序计算和模拟的方法，对该地区影响住宅能耗主要因素进行分析。根据分析结果提出一套适合夏热冬冷地区住宅的节能优化设计方法。另外，对本校一栋宿舍楼进行节能示范改造，为该地区建筑节能研究提供参考。本文的主要特点和研究结论如下： 1.采用住宅能耗分析软件DOE2IN模拟住宅能耗，运用二元线性等数学分析方法，对能耗计算结果进行分析，提出相应的节能优化设计方法。 2.在假定其他影响因素不变的情况下，分析朝向对住宅能耗的影响，得出当建筑朝向为正南时，住宅能耗达到最小值。 3.对不同形体系数的住宅能耗进行模拟分析，结果表明，形体系数越小住宅建筑越节能，并提出了降低住宅形体系数的方法。 4.外墙外保温的厚度不宜超过50mm，在满足强度要求的前提下，应尽量选择加气混凝土作为外墙主体。 5.外窗是夏热冬冷地区建筑节能的主要部分，分析不同朝向窗墙比变化对住宅能耗的影响；外窗传热系数和遮阳系数对能耗影响的综合分析表明，必须采用活动式的外遮阳方式。 6.通过对影响外窗节能因素的分析，本项目组开发出一款新型节能降噪外窗。该种节能外窗的总节能率达到22％，达到国内领先水平。 7.对武汉理工大学一栋宿舍楼进行建筑节能改造，理论分析表明该楼改造后的空调节能率达到62％，节电率46％；实际检测结果显示房间冬季采暖时温度上升更快，下降得更慢，平均温度比基本改造的女生宿舍高出1℃；为该地区建筑节能改造起到积极的示范作用。 本文采用的研究方法及研究结果，可为该地区相关的建筑节能研究工作提供参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1建筑节能及其意义

1.2国外建筑节能研究的现状

1.2.1能耗情况

1.2.2围护结构标准

1.3国内住宅节能的现状

1.3.1建筑节能65％的新目标

1.4本章小结

第2章夏热冬冷地区的节能现状

2.1夏热冬冷地区的范围

2.2夏热冬冷地区的气候特点

2.3夏热冬冷地区建筑的热工特点及能耗现状

2.3.1夏热冬冷地区建筑的热工特点

2.3.2夏热冬冷地区建筑的能耗现状

2.4夏热冬冷地区新建建筑节能现状

2.5本章小结

第3章论文研究的目的及方法

3.1建筑能耗模拟计算方法

3.2建筑能耗模拟工具介绍

3.3 DOE2IN能耗模拟软件介绍

3.4能耗分析计算原理

3.5本章小结

第4章住宅朝向及最佳形体系数的确定

4.1朝向对住宅能耗影响的分析及最佳朝向的确定

4.1.1住宅模型的建立和基本参数的确定

4.1.2不同朝向住宅全年能耗的模拟结果

4.1.3住宅的最佳朝向

4.2住宅体形系数对能耗影响的分析

4.2.1不同体形系数住宅能耗的模拟分析

4.2.2体形系数分析

4.3本章小结

第5章外墙结构的节能影响分析及最佳外墙构造的选择

5.1外墙保温隔热采取的不同方式

5.1.1外墙内保温

5.1.2外墙外保温

5.1.3砌体自保温

5.2不同外墙构造节能的模拟效果

5.2.1外墙外保温节能效果模拟分析

5.2.2自保温及自保温加外保温节能效果模拟分析

5.3最佳外墙构造的选择

5.4本章小结

第6章外窗的节能影响分析及最佳外窗构造形式的选择

6.1不同窗墙比对住宅能耗的影响

6.1.1南向窗墙比对住宅能耗的影响

6.1.2北向窗墙比对住宅能耗的影响

6.1.3东向窗墙比对住宅能耗的影响

6.1.4西向窗墙比对住宅能耗的影响

6.1.5各个朝向窗墙比范围的选定

6.2不同外窗构造形式对住宅能耗的影响

6.2.1不同外窗构造形式对住宅能耗影响的模拟结果

6.2.2外窗传热系数和遮阳系数对能耗影响的综合分析

6.2.3最佳外窗构造形式的选择

6.3新型高效节能降噪外窗介绍

6.3.1新型高效节能降噪外窗的研究背景

6.3.2新型高效节能降噪外窗的研究成果介绍

6.3.3新型高效节能降噪外窗的节能效果分析

6.4本章小结

第7章不同屋面对节能的影响分析及最佳屋面构造形式的选择

7.1目前屋面防水保温的技术难点及常见的保温屋面构造

7.1.1目前屋面防水保温中的主要技术难点与问题

7.1.2目前应用的防水保温屋面

7.2不同保温屋面的节能效果模拟及分析

7.2.1不同构造形式屋顶的节能模拟结果

7.2.2屋顶构造形式的选择

7.3本章小结

第8章武汉理工大学留学生楼节能改造示范工程

8.1留学生楼节能改造的背景

8.1.1旧留学生楼围护结构的基本情况

8.1.2旧留学生楼能耗的基本现状

8.2节能改造方案确定与节能效果

8.2.1外围护结构节能改造方案及选定

8.2.2节能效果模拟分析

8.2.3节能检测结果

8.2.4工程经济性分析

8.3本章小结

第9章结论与展望

9.1论文总结与主要结论

9.2展望

参考文献

致谢

附录　攻读硕士期间发表的论文