湖南大学早期建筑围护结构节能改造策略与节能潜力分析

摘要

湖南大学早期建筑群是我国早期现代主义建筑中具有突出历史、艺术和科学价值的物质文化遗产，在2013年正式成为我国第七批全国重点文物保护单位，并于2017年入选“第二批中国20世纪建筑遗产”。各建筑保存状态良好，主要作为办公建筑供各院系使用，至今仍处于使用状态。但随着使用年代的增加，湖南大学早期建筑群不可避免地出现不同程度的衰败与老化，例如外墙劣化、围护结构保温性能降低、基础设施老化等，并由此带来建筑形象受损、室内热舒适性变差、采暖能耗增大、能源浪费严重等一系列问题。　　而现阶段我国针对历史建筑的工程项目往往集中于建筑外立面的风貌修缮或是建筑结构的加固，导致了对建筑舒适度及室内热环境的关注度欠缺。加之全国范围内对历史建筑进行节能改造的项目数量较少，因此大多数历史建筑目前仍然处于高能耗、低舒适性的现状。但实际上，历史建筑作为具有特殊价值的既有建筑，不仅是区域历史文化信息的载体，更是展现城市历史风貌的物质形态。对历史建筑进行节能改造，不仅要求保证其历史信息的完整，还需要有针对性的在史料考证的基础上采取适应性技术，对近现代历史建筑保护与再利用都有着重要的参考价值。再者，在节能改造过程中，如何在保证在最小干预的前提条件下尽可能满足现代实用和舒适需求，同样是现阶段急需解决且具有社会价值和人文情怀的实践课题。　　基于上述问题，本文以湖南大学早期建筑群为研究对象，聚焦近现代历史建筑围护结构节能改造现状，通过对既有的建筑节能技术的归纳整理，完成有针对性的节能改造策略分析，并在此基础上使用能耗模拟软件DesignBuilder对湖南大学早期建筑的节能潜力进行定量分析，同时进行节能技术的可行性研究。旨在探究在不影响历史建筑的原有形式和外观的前提下，提升历史建筑的环境舒适度并提出能切实降低建筑能耗的新策略，为近现代历史建筑的优化升级提供新的思路。

目录

声明

第1章绪论

1.1 研究背景

1.1.1 湖南大学早期建筑群的改造需求

1.1.2 我国建筑能耗现状

1.1.3 历史建筑节能改造的必要性

1.2 研究目的与意义

1.2.1 研究目的

1.2.2 研究意义

1.3 研究内容和方法

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究方法

1.4 国内外研究现状

1.4.1 国外研究现状

1.4.2 国内研究现状

1.5 研究框架

第2章相关理论与技术基础

2.1 相关概念界定

2.1.1 历史建筑的概念

2.1.2 湖南大学早期建筑群

2.1.3 围护结构的范畴

2.2 历史建筑保护与再利用相关理论

2.2.1 有机更新理论

2.2.2 动态保护理论

2.3 历史建筑节能改造指导原则与改造流程

2.3.1 历史建筑节能改造指导原则

2.3.2 历史建筑节能改造流程

2.4 能耗模拟技术

2.4.1 能耗模拟工具介绍

2.4.2 能耗计算原理

2.4.3 基于 DesignBuilder 软件的模拟分析方法

2.5 本章小结

第3章湖南大学早期建筑热环境调查及节能措施分析

3.1 建筑概况调研

3.1.1 地理概况及气候特征

3.1.2 湖南大学早期建筑概况

3.2 围护结构现状及热环境调查

3.2.1 围护结构现状问题分析

3.2.2 热环境测试与问卷调查

3.3 湖南大学早期建筑群围护结构材料及施工工艺

3.3.1 墙体

3.3.2 门窗

3.3.3 过梁

3.3.4 屋顶

3.3.5 楼地板

3.4 湖南大学早期建筑群围护结构节能措施提取

3.4.1 建筑布局

3.4.2 建筑气候缓冲

3.4.3 通风间层设置

3.5 本章小结

第4章湖南大学早期建筑群节能改造策略分析

4.1 湖南大学早期建筑群围护结构节能改造策略

4.1.1 墙体

4.1.2 屋顶

4.1.3 外窗

4.1.4 楼地面

4.1.5 通风采光系统

4.2 单项改造方案节能效率测算

4.2.1 外墙改造

4.2.2 门窗改造

4.2.3 屋顶保温系统改造

4.2.4 楼地面及架空层改造

4.3 本章小结

第5章湖南大学早期建筑节能改造实例研究

5.1 案例建筑概况

5.1.1 案例建筑基本信息

5.1.2 节能改造目标

5.1.3 建筑围护结构构造及热工性能

5.2 能耗特性分析

5.2.1 模拟参数设定

5.2.2 确定建筑能耗基准值

5.2.3 建筑能耗特性分析

5.3 综合节能潜力分析

5.3.1 综合节能改造具体方案

5.3.2 综合节能改造方案对比分析

5.4 湖南大学早期建筑群节能优化设计建议

5.4.1 基于历史价值保护的目的

5.4.2 基于使用价值提升的目的

5.5 本章小结

结论

参考文献

附录A 湖南大学早期建筑群调研表格

附录B 建筑室内热环境及舒适度调查问卷

附录C 攻读学位期间发表的学术论文

附录D 攻读学位期间参与学术会议

附录E 攻读学位期间参与项目

致谢