夏热冬冷地区建筑玻璃表皮节能优化研究——以兴化政务中心为例

摘要

伴随着城市经济的快速发展，办公建筑数量急剧增多，其使用特点导致运行过程中产生大量能耗；同时，由于物质水平的提高、以及对空间物理环境舒适度要求的提高又进一步导致维持建筑空间高舒适度的建筑能耗的不断增加。虽然玻璃幕墙热工性能并非最佳，但对于不断往垂直方向发展的办公建筑围护，大面积使用玻璃不仅实现时尚简洁的立面效果，且有利于内部采光。然而，快速的设计和建造使玻璃幕墙简单地依照形式的规律进行复制排布，在置于具有复杂且较为极端的天气条件的夏热冬冷地区，面对城市中错综复杂的场地的热环境时，这种均质化的玻璃幕墙立面与建筑环境产生了矛盾。 本文从夏热冬冷地区办公建筑立面均质使用玻璃幕墙的现状出发，针对具体建筑立面外环境，研究同时能满足室内各方面物理环境舒适的玻璃幕墙节能的优化构造。 首先通过对建筑幕墙玻璃产品调研、使用玻璃幕墙的办公建筑的实地调研以及面向玻璃幕墙使用者的室内物理环境直观感受调研，总结了市场玻璃产品的特点、现有办公建筑玻璃幕墙的主要特征和问题、以及使用者对于内部空间的感受。 其次，通过归纳总结文献资料关于采光、遮阳、保温、隔热以及通风的基本理论方法，同时借助于对国内外优秀的玻璃幕墙节能构造方法的分析和总结，提炼了一些关于玻璃幕墙的节能优化构造。 在此基础上，结合实际项目江苏泰州兴化政务中心，利用Ecotect Analysis和Envimet建筑物理环境分析软件对案例建筑进行具体环境分析，提炼了该建筑物理环境特点；利用Openstudio建立带有照度图的能耗模拟模型，并利用EnergyPlus能耗模拟软件对原方案进行能耗模拟和办公空间照度分析。基于以上分析结果提出了案例建筑办公空间的玻璃幕墙的具体改造方案：包括双层玻璃幕墙外循环和内循环构造，分段的百叶构造等，并利用EnergyPlus再次进行了能耗模拟和比较，得到的结论如下：通过能耗改造后，采暖能耗降低最高可达30.45%，制冷能耗降低最高可达13.51%，总能耗降低最高可达16.09%。 最后，指出该研究方案在实际项目中、以及实验模拟中存在的一些问题，并在文末提出一步的研究方向。

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论文摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 研究范围界定

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.3.3 发展趋势

1.3.4 小结

1.4 研究内容和目标

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究目标

1.5 研究方法和技术路线

1.5.2 技术路线

第2章 调研

2.1 夏热冬冷地区气候特点

2.2 现有市场玻璃产品调研

2.2.1 基本知识

2.2.2 玻璃产品及特征

2.2.3 小结

2.3 玻璃幕墙建筑实地调研

2.3.1 调研对象确定

2.3.2 调研方法和目标

2.3.3 建筑调研结果

2.3.4 总结

2.4 使用者问卷调研

2.4.1 问卷调研结果分析

2.4.2 问题总结

第3章 案例分析与方法提炼

3.1 一般方法描述

3.1.1 采光

3.1.2 遮阳

3.1.3 保温和隔热

3.1.4 通风

3.1.5 通风玻璃幕墙

3.2 国内外案例及方法

3.3 总结

第4章 改造策略

4.1 办公建筑的特点和设计要求

4.2 建筑环境因素

4.2.1 建筑方位与日照

4.2.2 场地环境

4.3 改造方案

4.3.1 理论构造方案

4.3.2 引导人工环境的策略

第5章 结合兴化政务中心的改造方案及模拟

5.1 项目介绍

5.1.1 项目背景

5.1.2 方案介绍

5.1.3 案例建筑环境辐射分析

5.1.4 案例建筑微气候分析

5.1.5 原方案建筑模拟

5.1.6 小结

5.2 改造方案及模拟

5.2.1 改造方案

5.2.2 结果输出和分析

5.3 小结

第6章 总结与展望

6.1 研究结论

6.2 本文的特色和创新之处

6.3 不足之处

6.4 后续的研究展望

致谢

参考文献

附录

作者简介