川西北嘉绒藏式民居室内热环境优化研究

摘要

川西北嘉绒藏族位于“藏彝文化走廊”上，当地的地域特色和碉房民居使其具有很高的研究价值。近年因幸福美丽新村等村落建设工作的实施，旅游精品村和扶贫新村相继建成，藏民的生活水平大幅提高，藏民开始改善室内环境。然而在改善过程中，传统的营造模式和薪柴采暖方式不能满足居民对室内热环境的需求，居民自发地引进城市住宅，导致民居的文化特色丢失，建筑能耗增加。因此，以嘉绒藏式民居为对象，运用适宜的优化策略改善室内热环境并为民居提供科学的发展建议是本研究的核心。
　　在分析了室内热环境的影响因素的基础上，首先对部分民居的室内热环境进行了问卷调查。然后，选取案例对室内外温湿度和壁面辐射温度进行了现场测试，同时利用EnergyPlus软件对全年逐时温湿度、空气流速进行了数值模拟，并结合PMV-PPD和APMV指标对室内热环境进行了评价。最后，基于室内热环境现状，对建筑体量、围护结构进行了优化，利用了附加阳光间和太阳能卵石床低温热水地板辐射系统来改善室内热环境，并结合EnergyPlus软件分析了各优化策略的改善效果。此外，利用Ansys软件对该新型采暖系统的供暖特性进行了数值模拟。
　　通过对室内热环境的现状研究可知:室内热环境整体较差，室外平均温度8.58℃，室内平均温度13.04℃比热中性的舒适温度低7.22℃，冬季和夏季的室内平均温度分别为5.34℃和19.76℃，室内平均辐射温度情况与空气温度相似。这主要是因为室外气候寒冷，围护结构保温性较差，建筑体量较大，窗墙比不合理，传统薪柴采暖的效率低。优化策略的实施可以使得室内热环境质量大幅改善:(1)附加阳光间可分别提升相邻房间的温度达5.96℃和6.80℃;(2)在建筑为南北朝向，平面长宽比为1.2～2.2的情况下，民居采用蒸压加气混凝土砌块填充墙或生态石墙作保温外墙，并结合PVC双层中空玻璃窗和保温屋面，可至少提高室内平均温度达4.40℃和4.44℃，分别达到17.44℃和17.48℃;(3)特别地，使用该新型采暖系统，可分别提高客厅和主卧的温度达7.55℃和6.56℃，分别达到20.64℃和21.01℃，PMV值分别为-0.34和-0.30;(4)此外该新系统可通过释放白天存储的热量来基本满足夜间10h的采暖需求。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1本文研究的背景及意义

1．1．1本文研究背景

1．1．2本文研究意义

1．2国内外研究现状

1．2．1国外研究现状

1．2．2国内研究现状

1．2．3国内外研究现状总结

1．3研究内容及创新之处

1．3．1研究内容

1．3．2创新之处

1．4论文框架

第二章基于调研和实测的嘉绒藏式民居室内热环境分析

2．1室内热环境的影响因素调研分析

2．1．1地理与气候条件

2．1．2建筑场地的微环境及选址

2．1．3民居的空间形态

2．1．4围护结构

2．1．5供热制冷措施

2．2室内热环境现状的调研分析

2．2．1问卷调研方案

2．2．2问卷调研结果分析

2．3室内热环境现状的实测分析

2．3．1案例选取及实测方案

2．3．2夏季室内热环境现状实测结果

2．4小结

第三章基于EnergyPlus的嘉绒藏式民居室内热环境模拟分析

3．1建立川西北地区嘉绒藏族典型民居模型

3．1．1 EnergyPlus数值模拟的建模过程

3．1．2 EnergyPlus数值模拟模型的校验

3．2室内热环境数值模拟结果分析

3．2．1室内外逐时温湿度分析

3．2．2室内平均辐射温度分析

3．2．3逐时空气流速分析

3．3室内热环境评价指标分析

3．3．1 PMV值分析

3．3．2 PPD值分析

3．3．3 APMV值分析

3．4小结

第四章川西北嘉绒藏式民居的室内热环境优化策略研究

4．1基于太阳能被动式供暖技术的优化策略

4．1．1被动式太阳能供暖技术的适宜性分析

4．1．2被动式太阳能供暖技术的优化效果分析

4．2基于建筑朝向及体量设计的优化策略

4．2．1建筑朝向优化设计

4．2．2建筑体量优化设计

4．3基于建筑围护结构的优化策略

4．3．1民居适用的保温技术

4．3．2围护结构优化的实验方案设计

4．3．3围护结构的优化效果分析

4．4基于采暖供热方式的室内热环境优化策略

4．4．1太阳能卵石床低温热水地板辐射供暖系统的提出

4．4．2太阳能卵石床低温热水地板辐射采暖系统的供热特性分析

4．5室内热环境的综合优化效果分析

4．5．1综合优化房的模型建立

4．5．2冬季室内逐时温度分析

4．5．3典型日室内逐时温湿度分析

4．5．4室内平均辐射温度分析

4．5．5 PMV-PPD指标分析

4．6小结

第五章结论与展望

5．1结论

5．2展望

参考文献

致谢

图表目录

附录

作者简历