拉萨地区居住建筑围护结构节能改造方案研究

摘要

随着我国经济的快步发展，建筑能耗已经成为我国能源消耗的主体之一。因此，建筑节能设计及改造是我国建筑持续发展的重要方向。鉴于西藏地区经济发展相对落后，而居民的建筑室内热舒适性要求却在逐渐提高，本文以拉萨地区丰富的太阳能资源为基础，为提高该地区既有居住建筑采暖的节能性、经济性及室内热舒适性，进行拉萨地区既有居住建筑外围护结构单项节能改造及综合节能改造方案的研究。
　　本文研究主要以拉萨堆龙县东噶人民政府住宅楼为依托，首先，针对外围护结构中的外墙、屋面、南向及北向外窗，利用单项变量控制方法和 DesignBuilder建筑能耗模拟软件，进行外围护结构单项节能改造方案能耗模拟，并通过建筑采暖节能性、经济性及室内热舒适性分析，确定外墙、屋面保温材料及其保温层经济性厚度，确定南北外窗的节能窗户类型；然后，在此基础上，采用正交实验方法，拟定外围护结构综合节能改造模拟方案，利用DesignBuilder软件进行能耗模拟，并通过建筑采暖节能性、经济性、极差分析及室内热环境分析等方法，确定综合节能改造南北外墙、屋面保温层厚度最佳组合方案；最后，对整个分析方法、改造方案进行综合评价和对比分析。
　　研究得出的结论：挤塑聚苯板(XPS)、膨胀聚苯板(EPS)和硬质聚氨酯泡沫(PUR)三种保温材料在其生命周期内，外墙及屋面保温单项节能改造成本最小值对应的材料均为XPS，厚度分别为20mm、30mm，总费用为23.8元/m2、49.5元/m2；拉萨地区建筑设计或改造中，南外窗应采用中空玻璃并增大窗户面积，北向窗户使用Low-E玻璃，有更好的保温效果，并减小北外窗面积；拉萨地区住宅建筑外围护结构对建筑采暖能耗的影响由大到小的顺序：北向外窗改造、南向外窗改造、北向外墙保温、屋面保温、南向外墙保温，其综合节能改造最优方案必须满足节能性、经济性及室内环境热舒适性三个要求；在建筑外墙及屋面主体构造分别为300mm混凝土实心砌块、100mm钢筋混凝土结构条件下，综合节能改造最佳方案组成：南外墙、北向外墙及屋面均采用挤塑聚苯板 XPS保温材料，厚度分别为20mm、50mm、50mm；改造后建筑室内自然采光基本不变，冬季室内热舒适性有所改善；最佳方案相对于初始建筑节能率为96.4％，相对于既定方案0为24.3%，且比方案0节约成本总计5485.4元。
　　综上，本文对拉萨地区建筑改造方案的研究，体现了该地区新建居住建筑节能设计的发展空间，也为节能性相对较差的同类型建筑提供了节能改造研究的思路与依据。

目录

声明

1 绪论

1.1 选题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目的及意义

1.4 本文的研究内容及技术路线

2 拉萨地区建筑外围护结构节能改造方案分析

2.1 外墙节能改造方法分析

2.2 屋面节能改造方法分析

2.3 外窗节能改造方法分析

2.4 本章小结

3 拉萨地区建筑外围护结构改造单项变量模拟分析

3.1 建筑能耗模拟软件及DesignBuilder介绍

3.2 建筑概况及模型的建立

3.3 室内、外模拟参数设定

3.4 建筑围护结构参数设定

3.5 外墙、外窗及屋面节能改造单项模拟分析方法

3.6 外墙节能改造方案模拟分析

3.7 屋面节能改造方案模拟分析

3.8 外窗节能改造方案模拟分析

3.9 本章小结

4 拉萨地区居住建筑外围护结构综合改造方案研究

4.1 外围护结构综合改造方案研究方法

4.2 综合改造模拟方案的确定

4.3 模拟结果节能性及经济性分析

4.4 正交试验模拟结果直观分析方法

4.5 室内热舒适性分析

4.6 本章小结

5 拉萨地区建筑围护结构改造综合评价

5.1 围护结构改造方案及分析方法评价

5.2 节能性及经济性评价

5.3 建筑室内自然采光评价

5.4 室内热舒适环境评价

5.5 综合评价

5.6 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果

致谢