夏热冬冷地区被动房的外围护结构热工参数研究

摘要

近年来，国内居住建筑节能正向着高水平的目标不断前进，德国被动房代表着建筑最高水准，但德国被动房不适应夏热冬冷地区气候，在夏热冬冷地区推广被动房，需要综合分析后确定，还不能直接采用德国被动式建筑的技术标准。
　　本文主要采用数值模拟的方法研究被动房在夏热冬冷地区适应性问题和适合夏热冬冷地区的被动房围护结构热工参数取值，其中通过实验的方法来验证数值模拟计算的准确性。本文提出夏热冬冷地区被动房标准，即通过围护结构热工体系的改善，使得供暖空调负荷达到最低（不包括新风和生活热水）。在夏热冬冷地区中选取南京城市为例，选取南京地区典型居住建筑采用建筑能耗模拟软件DeST-h建模，分析其全年空调供暖能耗。居住建筑的能耗与供暖空调使用模式有关。通常居住建筑都是间歇使用，但我国居住建筑节能标准计算均以连续使用为计算基准，为与之对应，本文仍采用连续模式为计算基础，所有的房间均同时参与供暖空调。
　　通过本文的研究，得出以下结论:
　　(1)德国被动房适应寒冷地区的气候，在夏热冬冷地区推广被动房，不能直接套用德国被动房技术标准。
　　(2)夏热冬冷被动房的标准，应该是通过围护结构热工体系的改善，使得居住建筑供暖空调负荷达到最低（不包括新风和生活热水），这时所对应的围护结热工体系可作为夏热冬冷地区被动房的推荐标准。
　　(3)不开窗通风时，降低外墙和外窗传热系数，室内温度超过29℃的天数会大幅增加，过渡季附加空调负荷显著上升。夏热冬冷地区过度季适时开窗通风可有效减少过度季室内超温时间。
　　(4)连续运行模式下，0.1h-1换气次数时，窗户传热系数取1.5 W/m2·K、墙体传热系数取0.4 W/m2·K，供暖空调负荷已趋于稳定，可以此参数作为夏热冬冷地区被动房的推荐值。由于实际上室内换气次数需达到1次左右，室内还要配置新风换气装置，窗户气密性保持6级气密性即可。如果供暖空调系统采用间歇运行模式，以上热工参数还需调整。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究的意义

1．3 被动房热工技术研究现状

1．3．1 外窗对建筑能耗的影响

1．3．2 通风换气对建筑能耗的影响

1．3．3 墙体对建筑能耗和室内温度的影响

1．4 国内外被动房应用状况

1．4．1 被动房在国外的应用

1．4．2 被动房在国内的应用

1．5 主要存在的问题

1．6 本文研究内容

第2章 研究方法

2．1 能耗软件模拟

2．1．1 建筑模型的确立

2．1．2 建筑模型参数设定

2．1．3 模拟结果及分析

2．2 被动房实测分析

2．2．1 实测房间概况

2．2．2 实验仪器

2．2．3 实验方案

2．2．4 实验结果分析

2．3 实验结果与模拟结果的比较分析

2．4 总结

第3章 德国被动房在夏热冬冷地区适宜性研究

3．1 建筑气候特征

3．1．1 室外干球温

3．1．2 室外含湿量

3．1．3 太阳直射辐射照度

3．2 模拟计算模型以及参数设定

3．3 寒冷地区被动式建筑室内温度和负荷结果分析

3．3．1 冬季室温模拟结果

3．3．2 夏季室温模拟结果

3．3．4 全年供暖空调负荷模拟结果

3．4 夏热冬冷地区被动式建筑室内温度和负荷结果分析

3．4．1 冬季室温模拟结果

3．4．2 夏季室温模拟结果

3．4．3 全年供暖空调负荷模拟结果

3．5 被动房夏热冬地区适应性分析

3．5．1 不同气候地区计算结果分析

3．5．2 夏热冬冷地区不同围护结构阻值计算结果分析

3．6 总结

第4章 南京地区被动房热工体系研究

4．1 夏热冬冷地区被动房标准与研究方法

4．2 夏季与过渡季不开窗通风时被动式建筑空调时间与累计冷负荷分析

4．2．1 夏季与过渡季不开窗通风时被动式建筑空调时间分析

4．2．2 夏季与过渡季不开窗通风时被动式建筑累计冷负荷分析

4．2．3 过渡季与夏季冷负荷增量分析

4．3 夏季与过渡季开窗通风时被动式建筑累计冷负荷分析

4．3．1 开窗通风可行性分析

4．3．2 通风设置

4．3．3 过渡季与夏季房间内可开通风时间

4．3．4 最优通风时被动式建筑累计负荷分析

4．4 冬季被动式建筑热负荷变化分析

4．5 全年累计负荷统计

4．5．1 不开窗时全年累计负荷统计分析

4．5．2 开窗时全年累计负荷统计分析

4．6 被动式建筑围护结构热工参数的选取

4．7 总结

第5章 结论与展望

5．1 本文主要结论

5．2 研究展望

参考文献

成果

致谢