高校公共建筑围护结构传热与节能研究——以杭州某高校图书馆为例

摘要

高校公共建筑作为公共建筑中的科教文化类建筑，具有使用频繁、人员聚集数量多，能源需求量大，使用时间特殊等特点，是重要高能耗型建筑，其巨大能源需求量及高能耗问题值得引起人们的关注。学者对高校公共建筑的节能研究，主要集中在两个方面:围护结构与空调系统。本文认为改善围护结构性能是针对建筑耗能源头的节能方法，可直接减少建筑冷热负荷需求，是实现建筑零能耗的先决条件，应予优先考虑。有研究表明围护结构传热耗热量约占总耗热量的70％以上，其中，外墙约占25％，外窗约占24％，由此可见，外墙和外窗在围护结构传热耗能中占有重要地位，应予以重点关注。
　　对围护结构的研究既需要从材料入手，又需要脱离具体某类材料的束缚，从理论层面深入分析，但目前对其材料性质背后节能机理的相关研究又相对缺乏。本文的研究目标是从围护结构传热的角度入手，分析外墙及外窗的传热耗热量与围护结构热工性能、朝向的关系，提出我国不同气候区高校公共建筑的节能设计意见，从而实现建筑物不同朝向房间温度的大体均衡，解决不同朝向房间存在实感温差的问题，协助我国高校公建节能工作的开展。为此，本文具体展开了以下工作:
　　本文对杭州某高校图书馆的基本建筑信息、用能特点，围护结构构造，建筑房间使用，空调、照明及设备的运行情况，空调系统设计参数等信息进行了实地调研，全面了解实例建筑状况，并对其进行用能实测，分析其用能结构，提出节能建议。
　　基于该图书馆建筑，借助SketchUp建模软件及EnergyPlus全年能耗模拟分析软件，结合高校类建筑用能特点，对外墙、外窗进行逐时传热量的对比研究，讨论夏热冬冷地区高校公共建筑围护结构传热耗热量与其热工性能参数、朝向的关系，得出相同围护结构热工性能，不同朝向间的传热量差异较大;对建筑围护结构采取同等节能措施，不同朝向围护结构的节能效果亦有所不同。
　　借助该图书馆模型，拓展分析我国不同气候区（夏热冬暖地区、寒冷地区、严寒AB区及严寒C区）高校公共建筑外围护结构传热耗热量与其热工性能、朝向的关系，提出高校类公共建筑节能设计建议。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 研究内容与方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

第2章 围护结构传热分析与理论计算

2．1 外墙传热分析

2．2 外墙传热计算

2．3 外窗传热分析

2．4 外窗传热计算

第3章 实例建筑能耗实测

3．1 建筑信息

3．1．1 图书馆基本信息

3．1．2 建筑围护结构

3．1．3 空调设计参数与系统设置

3．1．4 用能特点

3．2．1 实测项目说明

3．2．2 主要设备介绍

3．2．3 实测系统

3．2．4 能耗实测结果

3．3 本章小结

第4章 实例建筑建模与能耗模拟

4．1 实例建筑模型建立

4．1．1 建模软件介绍

4．1．2 实例建筑模型建立

4．2 建筑全年能耗模拟

4．2．1 模拟软件选择与模拟流程介绍

4．2．2 模拟参数设定

4．2．3 模拟结果分析

4．3 本章小结

第5章 不同气候区围护结构传热研究

5．1 气候区划分与设计原则

5．2 分析项目讨论与说明

5．3 夏热冬冷地区围护结构传热研究

5．3．1 外墙传热讨论

5．3．2 外窗传热讨论

5．3．3 讨论

5．4．1 不同气候区用能工况分析

5．4．2 不同气候区传热讨论

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢