夏热冬冷地区住宅封闭阳台低能耗改造技术研究

摘要

在夏热冬冷地区对城镇住宅开敞阳台进行封闭改造处理的现象非常普遍，封闭阳台采用较大的窗墙比成为显著特色。在严寒和寒冷地区建筑节能设计以保温为主，封闭阳台早已经被验证适合于该地区住宅建筑，而在夏热冬冷地区建筑节能设计需要兼顾保温和隔热，大窗墙比封闭阳台成为夏季隔热的薄弱关键点。当封闭阳台不保留内部隔断或者内部隔断开启时，在夏季炎热季节势必会造成室内环境过热，导致空调供冷能耗增加；若窗户气密性差，冬季造成冷风渗透，对室内热环境造成不良影响，使供暖能耗增加。因此，对封闭阳台的低能耗改造技术进行全面研究具有重要的科学意义和实用价值。本文以夏热冬冷地区的地理气候为设计依据，从封闭阳台的使用功能和住宅能耗角度出发，开展了以下研究：　　首先，通过国内外文献综述、基础理论研究及夏热冬冷地区住宅阳台实地调研考察和网上资料的收集整理，发现该地区封闭阳台改造的主要问题，明确研究方向，总结了该地区封闭阳台的使用现状和阳台围护结构各项要素热工条件现状。　　其次，运用DesignBuilder能耗软件，建立九宫格简化模型来对比研究4个朝向封闭凸阳台不同工况下的能耗变化规律，以封闭阳台围护结构要素即内部隔断、窗墙比、阳台墙体和遮阳为变量，以长沙作为夏热冬冷地区的典型代表气候，对各单项要素及组合要素的节能效果进行定量对比分析，探究得到该地区气候适应性的住宅封闭阳台低能耗改造技术体系。　　再次，建立典型住宅户型模型来计算封闭阳台围护结构各要素优化前后的的节能贡献率，总结出适应夏热冬冷地区3种建筑节能设计模式对应的封闭阳台低能耗改造技术优化组合，同时运用软件模拟测试室内温度来分析改造前后的室内热舒适性改善状况。　　最后，基于夏热冬冷地区封闭阳台改造现状不足之处，提出低能耗改造原则；结合现行相关节能技术以及遮阳产品总结了该地区住宅封闭阳台的低能耗改造措施，对住宅封闭阳台提出了使用引导意见。

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究背景

1.1.1能源和环境背景

1.1.2住宅建筑节能改造政策背景

1.1.3住宅节能改造需求背景

1.2文献综述

1.2.1住宅阳台研究

1.2.2住宅遮阳研究

1.3研究内容和研究方法

1.3.1研究内容

1.3.2研究方法

1.4研究意义和界定

1.4.1研究意义

1.4.2研究界定

1.5研究的创新点

1.6研究框架

第2章 夏热冬冷地区住宅阳台改造现状分析

2.1夏热冬冷地区气候特点和住宅能耗发展趋势

2.1.1夏热冬冷地区气候环境特点

2.1.2夏热冬冷地区住宅能耗发展趋势

2.2夏热冬冷地区既有住宅阳台现状

2.2.1阳台概述

2.2.2阳台实例

2.2.3阳台内部使用现状

2.3住宅阳台封闭改造驱动因素分析

2.3.1客观因素

2.3.2主观因素

2.3.3其他因素

2.4住宅封闭阳台的现状问题分析

2.4.1封闭阳台热工性能较差

2.4.2阳台功能转换不合理

2.4.3存在安全隐患

2.4.4整体立面不协调

2.4.5遮阳措施不到位

2.5本章小结

第3章 住宅封闭阳台低能耗改造关键技术研究

3.1前期研究准备

3.1.1研究对象确定

3.1.2影响因素分类

3.1.3基础理论

3.1.4模拟概况

3.2内隔断改造对能耗影响

3.2.1模拟设置和数据输出

3.2.2模拟分析

3.2.3小结

3.3窗墙比改造对能耗影响

3.3.1模拟设置和数据输出

3.3.2模拟分析

3.3.3小结

3.4阳台墙体改造对能耗的影响

3.4.1模拟设置和数据输出

3.4.2模拟分析

3.4.3小结

3.5遮阳改造对能耗的影响

3.5.1固定水平遮阳

3.5.2玻璃太阳得热系数

3.5.3活动遮阳

3.5.4不同遮阳形式对比

3.5.5小结

3.6本章小结

第4章 住宅封闭阳台低能耗改造节能潜力分析

4.1模拟概况

4.2模拟工况参数设置

4.2.1基础设置

4.2.2基准建筑建模

4.3单因素节能潜力分析

4.3.1内部隔断节能分析

4.3.2窗墙比节能分析

4.3.3小结

4.4组合项因素节能潜力分析

4.4.1遮阳与内部隔断组合的节能分析

4.4.2阳台墙体与内部隔断组合节能分析

4.4.3小结

4.5最优组合因素节能潜力分析与室内舒适性验证

4.5.1组合分类概述

4.5.2工况一

4.5.3工况二

4.6本章小结

第5章 住宅封闭阳台低能耗改造策略研究

5.1封闭阳台低能耗改造原则

5.1.1改造经济成本适宜

5.1.2改造技术因地制宜

5.1.3兼顾实用安全和立面美观

5.1.4室内热环境和使用功能相互平衡

5.2封闭阳台改造技术措施

5.2.1保留内部隔断

5.2.2增加遮阳措施

5.2.3阳台墙体增加保温措施

5.2.4阳台通风改善措施

5.2.5阳台窗户性能改善措施

5.3封闭阳台使用引导建议

5.3.1内部隔断窗联门的使用

5.3.2活动遮阳的使用

5.4本章小结

结论

参考文献

附录 A 攻读硕士学位期间参与的课题规程图集

附录 B 攻读硕士期间参与学术会议

附录 C 攻读硕士学位期间参与的项目

致谢