传统夯土建筑的改进及室内热环境研究

摘要

夯土建筑是生土建筑的一种，具有优良的节能环保性能，符合当今可持续建筑的发展方向。但传统的夯土建筑存在诸多弊病，同时人们对夯土建筑的认识也存在一些误区，使得夯土建筑没有得到应有的重视和发展。本论文旨在通过对我国传统夯土建筑的调查分析，针对夯土建筑存在的问题提出相应的改进措施，同时通过对夯土建筑材料性能的试验研究、夯土墙环境影响评价、夯土建筑室内热环境的研究，为夯土建筑的改进和发展提供理论依据。
　　 论文采用了文献查阅、走访调查、实验室试验、现场热环境测试、样板房建造、计算机模拟等多种方法对夯土建筑进行研究。论文第一章明确了研究范围和内容，对国内外夯土建筑的研究状况进行了阐述;第二章论述了我国夯土建筑的历史、现状及存在问题;第三章则从夯土建筑的配料、结构形式、施工方法、建筑构造、生态设计策略等多方面提出了相应的改进措施;第四章中对夯土材料的化学成分、颗粒级配、热物理性能、力学性能等进行了实验研究，对夯土建筑实例的热环境测试数据进行了分析;第五章则从全生命周期的角度对夯土墙的环境影响和资源耗竭作出了定量评价;第六章用EnergyPlus软件对实例进行室内热环境及能耗的模拟计算，并对不同墙体材料下的能耗进行了模拟比较。
　　 本论文在以下几方面有所创新:
　　 1.通过实验研究获得夯土样品的化学成分、颗粒级配、热物理性能、力学性能等，实验数据对制订我国夯土建筑规范有一定的参考价值。
　　 2.在气候条件完全相同的情况下，对夯土住宅与普通民宅的室内外热环境进行同步连续对比测试，通过数据的对比分析，定量反映出夯土住宅与普通民宅热工性能的差异，有利于改进和推广夯土建筑。
　　 3.石灰是夯土中常用的材料，通过对不同石灰掺入量的夯土材料力学性能、热物理性能的实验研究，提出适宜的石灰掺入量。
　　 4.首次对夯土墙进行了生命周期的环境影响和资源耗竭评价，得出每功能单位夯土墙的原材料消耗清单、生命周期排放清单，并通过分类和特征化、标准化、加权评估，最终得出夯土墙的环境影响负荷及资源耗竭系数并与其它产品进行比较。
　　 5.以建成的夯土旅馆为例，用EnergyPlus软件模拟计算其冬、夏季典型周热环境状况及全年采暖、空调能耗，并与其它材料作为墙体时的能耗作了比较，定量说明夯土建筑的节能优势。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文的缘起和背景

1．2 研究范围的界定

1．3 研究的目的和意义

1．4 国内外研究现状

1．4．1 国外研究现状

1．4．2 国内研究现状

1．5 论文研究的内容

第二章 我国的夯土建筑

2．1 我国夯土建筑起源

2．2 我国夯土版筑技术的发展

2．3 我国夯土建筑现状

2．3．1 我国世界文化遗产中的夯土建筑

2．3．2 我国传统民居中的夯土建筑

2．3．3 我国夯土建筑分布

2．3．4 我国夯土建筑存在的问题

2．4 本章小结

第三章 统夯土建筑的改进

3．1 土料的选择和配比

3．1．1 传统夯土建筑土料准备

3．1．2 稳定土

3．2 结构形式

3．2．1 传统的土木结构

3．2．2 “土混”结构

3．2．3 钢结构

3．2．4 各种结构形式的性能比较

3．3 夯土建筑施工方法

3．3．1 传统夯土建筑的施工

3．3．2 夯土建筑的现代施工方法

3．4 夯土建筑的构造

3．4．1 基础及勒脚

3．4．2 墙身

3．4．3 屋面

3．4．4 门窗

3．5 夯土建筑生态设计策略

3．5．1 夯土建筑的适宜性

3．5．2 建材选择

3．6 本章小结

第四章 夯土材料性能实验研究及夯土建筑热环境实测

4．1 概述

4．2 夯土材料化学成分及颗粒级配的测试

4．2．1 安吉生态屋夯土材料

4．2．2 棠张基站机房夯土材料

4．3 夯土材料热物理性能的测试与分析

4．3．1 干密度测试

4．3．2 导热系数、比热容、导温系数测试及蓄热系数计算

4．3．3 测试结果分析

4．4 夯土材料力学性能试验与分析

4．4．1 夯土材料轴心抗压强度试验分析

4．4．2 夯土材料抗剪强度试验分析

4．5 夯土建筑室内热环境测试与分析

4．5．1 背景介绍

4．5．2 测试建筑介绍

4．5．3 测试内容及设备

4．5．4 测试方案

4．5．5 测试结果及分析

4．5．6 围护结构热工性能计算

4．6 本章小结

第五章 夯土建筑环境影响评价

5．1 建筑工程对环境的影响

5．2 环境影响评价体系

5．3 生命周期评价及其在建筑中的应用

5．4 夯土墙的环境影响评价

5．4．1 目的与范围的确定

5．4．2 清单分析

5．4．3 环境影响评价

5．4．4 资源耗竭系数

5．4．5 夯土墙与其它产品环境影响比较

5．5 本章小结

第六章 夯土建筑热环境及能耗模拟

6．1 EnergyPlus软件介绍

6．2 模拟计算目的

6．2．1 模拟计算实例

6．2．2 模拟计算目的

6．3 建模及参数的设定

6．3．1 建模

6．3．2 参数设定

6．4 室内热环境模拟计算

6．4．1 室内热环境模拟计算结果与实测值比较

6．4．2 被动状态下冬季室内热环境模拟计算

6．4．3 被动状态下夏季室内热环境模拟计算

6．5 采暖空调运行能耗模拟计算

6．5．1 建筑物全年采暖空调能耗

6．5．2 不同墙体材料情况下采暖空调能耗的比较

6．6 本章小结

第七章 结语

7．1 论文研究结论与成果

7．2 有待进一步研究的问题

参考文献

攻读学位期间所取得的成果

后记