基于能耗模拟的住区设计因素与节能效果关系研究

摘要

城市住区数量多建设量大，是城市能源需求的重要构成，也是城市碳排放的主要来源之一。随着全球能源与环境问题的日益凸显，节能研究特别是针对建筑领域的节能研究已成为各界关注的重点。目前关于住区方案阶段的节能设计已经有相当数量的研究，但大多集中在住宅建筑单体层面，对住区建筑群体层面的研究较少，且对其节能效果和能耗影响的研究多停留在定性分析比较的层面，缺少综合考虑周边环境及建筑间相互影响的情况下，对住区节能设计因素与节能效果两者关系的量化研究。鉴于此，本文尝试使用量化的研究方法，以城市住区为研究对象，利用能耗模拟技术，探讨住区节能设计中影响能耗和碳排放的因素，并得出其与节能效果具有量化特征的分析结果，为住区的节能设计的优化提供科学依据。
　　本文首先从城市居住区规划设计角度出发，分析提取出对住区节能具有显著影响的相关设计要素，主要分为住宅建筑单体层面的节能设计要素和住宅建筑群体层面的节能设计要素。
　　其次，对目前建筑领域常用的多种能耗模拟软件进行比选，确定选用英国卡迪夫大学威尔士建筑学院研发的HTB2软件对住区节能设计相关因素与能耗的关系进行能耗模拟研究。以天津地位为研究对象，结合收集资料和实地调研所得的基础数据，对能耗模拟模型边界条件、模拟方法、模拟评价指标进行确定。
　　再次，分别从住宅建筑单体层面和住宅建筑群体层面两个层面出发，以某一因素为单一变量进行能耗模拟实验，得出各设计因素与能耗的定量关系、能耗随设计因素改变的变化趋势、各个因素对能耗的影响程度等内容，尝试归纳一定的住区节能设计的规律。
　　最后，为了验证住区节能优化措施的可靠性以及探究方案设计阶段住区的节能潜力。以天津市天和园居住小区为例，通过HTB2能耗模拟软件对其进行能耗检测，基于住宅各节能设计要素与能耗的定量关系，对居住区进行规划修正，提出相关节能设计策略。

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外住区节能设计相关研究综述

1.3相关理论基础

1.4本课题研究范围和意义

1.5研究内容与方法

第2章 居住区能耗模拟研究的思路

2.1节能设计相关因素

2.2能耗模拟软件的选择

2.3模拟条件、方法和评价指标

2.4本章小结

第3章 居住区住宅建筑单体能耗模拟研究

3.1模拟的物理模型

3.2建筑单体能耗的单因素影响分析

3.3建筑单体能耗的正交试验分析

3.4本章小结

第4章 居住区建筑群体能耗模拟研究

4.1能耗与组团正面间距的关系

4.2能耗与组团侧面间距的关系

4.3能耗与组团组合形式的关系

4.4能耗与组团朝向的关系

4.5能耗与组团布局形式的关系

4.6本章小结

第5章 天津既有居住区能耗分析

5.1检测对象概况

5.2检测方法

5.3规划修正调整

5.4模拟结果分析

5.5本章小结

1.研究结论

第6章 结论

2.研究不足与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

附录A：VirVil Plugin 成果报告

致谢