夏热冬冷地区建筑绝热结构优化研究

夏热冬冷地区建筑绝热结构优化研究

傅学政[1]2004年在《夏热冬冷地区建筑绝热结构优化研究》文中指出为改善夏热冬冷地区(亚热带)建筑热环境,实现该地区建筑的节能目标,降低节能费用,推动《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134-2001)的实施,本文开展了下列研究工作: 探讨了夏热冬冷地区的气候特征和建筑结构的热传递机理。根据热传导的非稳态过程分析方法,从建筑围护结构的热传导和蓄热这两个方面,分析该地区建筑围护结构的传热特性,并提出准确计算建筑热负荷的工程设计计算方法。 优化了夏热冬冷地区的建筑墙体绝热设计方案,并试验研究其运行特性。结果表明:在该地区采用新型高效绝热材料进行内保温,建筑围护结构的热传导和蓄热强度将大幅度减少,且室内升温快,从而节约能耗费用。 针对夏热冬冷地区的建筑墙体、工业管道和设备,开发了一种主要由纤维型绝热材料和多孔型绝热材料复合成的新型保温材料。 利用新研制的绝热材料,将本文提出的绝热设计方案对建筑内表面结构设计进行了工程应用,取得较好的效果:该设计可以使围护结构的热阻提高一倍,使建筑围护结构材料蓄热量减少60%,并可实现建筑节能50%的目标,显着地改善室内热环境。

王霄飞[2]2011年在《我国夏热冬冷地区住宅开合表皮设计研究》文中研究指明我国地处最大的陆地板块欧亚大陆东南部及最大的海洋太平洋西岸,且大部分疆域处于北纬30°至北纬45°之间,属于全球最典型的大陆性气候,冬冷夏热,四季分明,气温年、日差较大。为了应对这些不利因素,建筑应主动回应不断变化的气候环境,因而可变建筑设计在我国显得尤为重要。我国夏热冬冷地区是我国人居密度最大,经济发展和基本建设最迅速以及全球同纬度地区气候较为恶劣的地区之一,这一地区的住宅可变研究具有特别重要的意义。为更多利用自然气候,达到健康、舒适、节能的目的,本文根据我国的气候条件,以夏热冬冷地区为研究范围,提出了住宅可变表皮的概念,并对可变表皮中开合表皮进行了认真、细致的研究。文章首先分析了本文的研究对象、缘起以及研究的目的与意义,其次研究了可变建筑以及可变表皮的理论,最后通过对开合表皮的理论分析与技术研究,为住宅开合表皮的出现提供理论依据。通过本文的研究,期望对可变建筑理论做出进一步的完善,并期望住宅开合表皮的出现为居民提供健康、节能、舒适的居住环境。

熊小萌[3]2006年在《中国夏热冬冷地区绿色建筑技术应用问题研究》文中进行了进一步梳理伴随着能源危机与生态危机,建筑提供舒适人居环境的同时,也占到人类30%的能耗与同比例的污染,人类社会被迫进入绿色建筑时代;绿色建筑技术的快速推广应用已成当务之急。我国夏热冬冷地区人多地广,区域经济发达,对国家国民经济意义重大;由于该区域“冬冷”与“夏热”的两难矛盾气候,使绿色建筑技术的选择应用上具有北方严寒地区与南方炎热地区所没有的难度与复杂性。作者通过大量文献整理与实地采访发现:我国夏热冬冷地区针对地域性气候的绿色建筑技术应用体系无据可查;技术发展表现出研发人员、开发单位、使用者叁方的严重脱离;技术应用表现为单纯“拿来主义”的堆砌,高投入、低产出。因此,从地域适应性出发,梳理出对当前技术选择应用具有现实意义的实用技术体系、并确定出下一步技术发展方向是本文的思路与重点。作者首先从夏热冬冷地区的气候特征入手,明晰绿色建筑技术的概念与适合夏热冬冷地区的绿色建筑技术到底应该满足哪些要求;再按照自己的分类标准,从叁百多项技术中挑选出的141项夏热冬冷地区绿色建筑技术,进行分类统计形成技术储备库;然后通过实证调研,了解当前市场实际使用技术的门类与共性,对市场应用的经验与问题进行总结,找出技术应用的改进方向;最后以前文背景研究为基础,在技术储备中选出覆盖整个建筑的19项最适宜当前推广的技术进行应用性分析;同时针对现有成熟技术的不足与现实需求空缺,制定出下一步应用型技术的11个最值得关注的发展方向。通过以上研究,形成一个我国夏热冬冷地区绿色建筑技术应用“有些什么——用了什么——应该用什么——还需要什么”的完整线路,较为清晰的展示了该区域的技术应用问题与深化方案。应该指出,本文主要是通过对技术的地域适应性评价来对技术的推广应用进行研究,并制定出技术应用策略。对于属于管理学问题的技术推广社会层面因素,以及过于理论、专业化的技术原理、技术创新等没有过多涉及,这也是本文注重实际应用的出发点决定的。本研究的基础来自于导师工作室多年来对夏热冬冷地区绿色建筑技术的适应性研究。本文本着促进区域绿色建筑技术的快速推广应用,得到一些能直接为绿色建筑技术应用服务的结论,以便于建筑师等专业人员与地产开发等非专业人员参考,切实推进夏热冬冷地区建筑可持续发展进程。

胡俊文[4]2007年在《夏热冬冷地区办公建筑照明系统及外围护结构节能研究》文中指出随着我国国民经济的快速发展和能源供应的日益紧缺,节约能源己成为我国可持续发展的重要战略,建筑作为能耗大户,建筑节能工作已刻不容缓。本文选择公共建筑中建造量最大、在一定程度上能表征其他公共建筑的办公建筑作为研究对象,希望能够起到举一反叁的作用。出于这样的考虑,本文客观分析了办公建筑的空间类型、能耗结构以及空调技术特点,建立了基础建筑模型,然后结合夏热冬冷地区特殊的地理气候特点,用eQUEST能耗模拟计算软件评估各种节能设计方案,积极探讨了各种节能设计方案对办公建筑全年各项能耗(照明系统、空调系统)的影响。研究内容与成果粗略概括如下:(1)对办公建筑外区照明系统采用自动控制,根据房间采光情况灵活调整灯具照明功率,对照明自控系统的设置及节能效果做了具体研究分析;(2)详细研究了办公建筑节能外围护结构多项节能改造措施的影响,包括节能复合墙体、外窗节能玻璃、外窗内外遮阳、外墙墙体遮阳以及建筑朝向;(3)确定了外墙外保温层的适宜厚度值、最优节能外窗玻璃类型和适宜的建筑朝向;(4)模拟分析了外窗玻璃性能参数(传热系数K、遮阳系数SC、可见光透过率VT)和窗墙比WWR对建筑能耗的联合影响,拟合出它们与建筑各项能耗之间函数关系;(5)对外窗内外遮阳运行时间表进行控制,使节能效果达到最优;(6)通过模拟证明了外墙墙体遮阳有十分显着的建筑隔热性能。本文的研究再次证明夏热冬冷地区的办公建筑节能潜力很大,大力推广节能设计有十分重要的意义。

董旭娟[5]2016年在《夏热冬冷地区住宅供暖与节能设计研究》文中认为夏热冬冷地区主要包括我国长江中下游及其周围地区,总体气候特征表现为夏季湿热、冬季阴冷,昼夜温差小,年降水量大,日照率低。但由于其地域范围广,区域内各地气候状况存在较大差异,南北方向的气候差异尤其大。夏热冬冷地区不属于集中供暖地区,而调查表明不供暖时冬季室内热环境不能满足舒适性要求,尤其是北部和中部区域居民的供暖需求强烈。近年来,居民采取多样化的自主供暖方式,但不能与合理需求相匹配,室内热环境状况差别较大。部分供暖方式能效低且对环境的危害大,加之该地区住宅没有严格按节能要求设计,更导致了供暖能耗急剧上升,而室内热舒适却并无保障。在对夏热冬冷地区住宅供暖以及冬季室内热环境现状实地调研和测试的基础上,进行了住宅供暖分区研究;总结出该地区的供暖特征,计算和确定了冬季供暖住宅室内设计参数;通过对供暖需求的分析,提出了各分区住宅适宜的供暖方式选择方法;以提高保温性能为目标,优化了住宅单体及建筑围护结构的设计措施。通过实地调研、热环境测试、理论分析、软件模拟等方法对夏热冬冷地区住宅的供暖气候分区和节能优化设计进行了研究,主要成果为:(1)通过对夏热冬冷地区12个典型城市的实地测试和问卷调查,总结了该地区的供暖方式、住宅能耗、建筑构造以及不同供暖方式下的冬季室内热环境等现状。调查分析结果表明,该地区的室内热环境差异较大且不能满足舒适要求,室内热环境设计参数与实际需求不匹配,缺少根据气候特征对供暖方式的科学引导,供暖住宅围护结构性能差,因此,有必要结合气候差异划分详细的供暖分区。(2)利用系统聚类定量分析的方法,确定了累年最冷月平均温度、采暖度日数HDD18和1月份太阳总辐射作为供暖气候分区指标。提出了采用“气候特征+行政区划”的分区线绘制方法,将夏热冬冷地区划分为北部高供暖Ⅰ区、中部供暖过渡Ⅱ区(包括Ⅱa、Ⅱb两个子区)和南部低供暖Ⅲ区等叁个区域,绘制了供暖气候分区图,并给出了64个夏热冬冷地区代表城市住宅供暖气候分区情况及气象参数表。(3)根据住宅冬季室内热环境、居住行为、着装习惯及人体适应性等热舒适特征分析,针对南北部居民的热舒适需求差异较大的特点,采用主观实际热感觉投票AMV来评价室内热舒适温度,并采用主观评价温度进行验证,分别提出了各供暖气候分区住宅冬季室内设计温度修正限值,北部高供暖Ⅰ区15.0~15.8℃,中部供暖过渡Ⅱ区15.3~16.0℃,南部低供暖Ⅲ区15.8~16.5℃,并建议选取下限值作为室内设计温度。(4)以各分区的供暖适宜性为目标,在综合分析气候条件、围护结构性能、居民在室行为、供暖经济性及舒适度等影响因素的基础上,提出了各供暖气候分区已建和新建住宅的适宜供暖方式。并针对中部过渡Ⅱ区供暖方式多样化的特点,绘制了相对舒适性和相对经济性关联的双目标C-E供暖方式选择图表。(5)在各供暖气候分区满足热舒适的前提下,通过定量分析住宅各项设计参数对建筑能耗的影响,采用DeST-h软件模拟分析方法,提出了建筑体形系数、窗墙面积比、外窗传热系数、围护结构传热系数和热惰性指标等参数的推荐限值和主要围护结构的节能优化措施。夏热冬冷地区住宅供暖与节能设计研究,能够为掌握该地区住宅冬季室内热环境特点提供参考,对适应气候差异的住宅热工设计和参数选择具有分区借鉴价值,为供暖设备的选择使用提供科学的依据,对该地区住宅建筑节能优化设计具有实践指导意义。

樊葳[6]2008年在《夏热冬冷地区围护结构节能技术及经济分析》文中提出夏热冬冷地区,四季分明,气候变化大。夏天高温炎热,冬季寒冷,室内热环境质量较差。如何通过改善建筑围护结构热工性能,使建筑物具有良好的室内热舒适,以减少对人工冷热源的依赖,降低建筑耗能成为急需研究的课题。建筑节能的目的是在保证建筑使用功能和满足室内热环境质量条件下,尽可能的减少能耗。建筑节能措施都是先从改善围护结构性能开始,因此本文首先对夏热冬冷地区的建筑能耗构成和建筑热过程进行分析,根据夏热冬冷地区的气候特征,分析了建筑外墙、建筑外窗等围护结构的热工性能对采暖、制冷能耗的影响。根据不同围护结构的技术要求,综合介绍了外墙、屋面、外窗、遮阳等各类围护结构的常见节能技术措施及热工性能。然后论文以杭州地区为例,通过对新建建筑节能方案及既有建筑的节能改造,分别建立模型,利用DOE-2IN软件进行动态模拟能耗计算,量化各围护结构的节能效果,通过对方案可行性的论证及节能指标的验算,充分体现出节能经济效益的最大化,并对模拟计算的结果分析比较,确定本地区各围护结构节能设计方案的最佳选择。本文希望通过对围护结构节能问题的研究,针对目前不断出现的外围护结构新的建筑节能技术、产品和材料,在检验围护结构节能技术方案是否达到节能设计规范要求的同时,从技术性能、经济效益和社会效果等叁方面对节能技术方案进行综合性评价和比较。

何莉莎[7]2015年在《夏热冬冷地区内外综合保温体系节能效果分析》文中提出降低能源消耗已成为当今时代的热点话题之一。建筑能耗作为能源消耗结构中的一个重要组成部分,逐步受到行业内部的重视。随着经济的发展以及人们对室内舒适性要求的增高,居住建筑中空调的能耗大幅增加。本文主要围绕通过采用合理的围护结构保温隔热体系来降低居住建筑的空调能耗问题,开展相关的基础研究。本文以夏热冬冷地区为研究对象,提出了一种以无机保温砂浆为保温材料,外墙内外同时喷涂较薄的无机保温砂浆,同时内墙与室内顶棚也喷涂无机保温砂浆的内外综合保温体系。通过问卷调研的方式,得到具有一定示例性的3种间歇式分室用能模式,并结合动态能耗模拟软件分析内外综合保温体系及其他外墙保温体系与建筑空调冷暖负荷的关系,得出采用内外综合保温体系时冷暖负荷值低于外墙内外组合保温体系、外墙内保温体系和外墙外保温体系的结论,证明了该技术体系在夏热冬冷地区居住建筑中具有一定的可行性与节能效果。同时改变该体系中外墙内外保温层的厚度配比,采用同样的模拟分析方法,探索内外综合保温体系中外墙保温层的最佳厚度配比方案。本文的研究成果基于夏热冬冷地区间歇式分室的用能模式,在一定程度上,对该地区居住建筑的围护结构优化设计提供了更为准确、科学的参考依据。

周颖楠[8]2016年在《四川夏热冬冷地区居住建筑墙体节能研究》文中研究说明建筑能耗在中国的社会总能耗比重中占据了叁成,这个比重对于中国这样一个能源利用水平不高且人均资源匮乏的国家而言显得十分严峻。显而易见,建筑能耗已成为仅次于工业能耗的第二大能源消耗行业。同时,伴随城市化进程的推进,使得房屋建筑面积以惊人的速度增长,因此建筑能耗所占的比重必将呈现逐年增长的态势。因此,对建筑节能的关注在当前情势下显示出非常重要的意义。因为这关系到缓解能源供需矛盾和建筑业的健康稳定发展以及国民经济可持续发展。本文主要围绕通过采用合理的墙体结构保温隔热体系,使建筑物的室内热环境得到很好的改善,从而减少了对人工冷热源的需求,同时在确保建筑用途和满足室内热环境质量的条件下降低居住建筑的空调能耗为例开展相关研究。通过对夏热冬冷地区的气候特征、建筑能耗构成及建筑热过程等问题的分析来考察建筑节能和建筑能耗以及相关理念之间的关系。本论文意在首先为该地区居住建筑的墙体结构节能优化设计提供一些可供参考的科学依据;其次对夏热冬冷地区建筑节能及绿色建筑的发展趋势作出预测与分析,并尝试对该领域的研究前景、动态作出预测和展望。绪论部分通过对国内外主要文献资料的收集整理,梳理了各个国家、政府及研究人员针对建筑节能所采取的措施、所采用的研究手段及所确定的研究对象和目标,进而总结影响居住建筑建筑能耗的主要因素为墙体保温隔热从而确定本课题所要解决的问题及研究方法和途径。第一章分析了夏热冬冷地区的气候特征及状况以及本区域内建筑耗能的构成情况,此外还对本地区建筑围护结构的热工特性以及建筑节能的任务目标进行了阐释。第二章分析了现阶段夏热冬冷地区居住建筑墙体等围护结构的热工性能对夏季制冷和冬季采暖能耗的影响,从建筑节能角度概述详述了墙体节能的主要技术措施及热工性能,最后分析了多种保温形式各自的特点及优缺点以及墙体保温体系设计过程中需要注意的问题。第叁章首先对建筑能耗模拟这一重要研究手段的介绍及分析,再以南充地区居住建筑为例,根据夏热冬冷地区独特的气候特征及对不同墙体保温节能体系的技术要求,利用DeST-h软件建立模型,动态模拟分析了本地区典型居住建筑的全年能耗,从而达到对节能效果进行定量分析的目的。第四章针对当前居住建筑墙体保温存在的问题及原因进行分析论述,并从保温材料选择的角度来对以上问题进行解决和规避,进而提出一种与该地区气候条件相适应的外墙内外组合保温系统,供本地区的设计和研究人员参考。结论部分在总结全文的基础上指出了本文研究存在的不足以及缺陷,并对该领域在未来的研究和发展方向做出展望。

陈丰[9]2007年在《夏热冬冷地区居住建筑节能技术综合应用研究》文中提出资源枯竭与生态危机促使人类反思建立在工业文明基础之上的行为模式,以寻求人类社会、经济、技术和环境可持续发展的途径。建筑过程中所消耗的能量,即通常所说的建筑能耗,占社会总能耗的30%-45%。,而且随着社会经济的不断发展,生活水平的提高,这个比例将会越来越大。因此,不管是西方发达国家,还是我国,建筑节能已经成为当今世界最突出的科研课题之一,成为世界性的大潮流,正引导着多方面的建筑技术、产品和组织发生重大变化。本文着重讨论居住建筑设计中合理的节能设计和综合有效的利用各种能源的方法,在保证住宅建筑具有舒适的居住环境及工作条件下,减少常规能源的消耗量和对环境的污染,达到最佳的综合节能效果。提出夏热冬冷地区住宅节能设计应从住宅节能的实际需要出发,综合考虑气候影响因素的多样性和不稳定性、尽可能使节能的设计手法和技术措施有机融入整体性建筑设计。本文在回顾国内外建筑节能研究的历程的基础上,针对夏热冬冷地区住宅节能的实际状况,总结作者从事建筑节能设计工作中积累的经验,提出建筑节能设计的定位问题,并从有关规划、体形、房间和围护结构等方面提出相应的住宅节能优化设计方法,剖析了一批在实践中运用较为成功的工程实例,以及作者在建筑节能的设计工作与学习中总结出的几点思考和体会作为探讨。

刘向伟[10]2015年在《夏热冬冷地区建筑墙体热、空气、湿耦合迁移特性研究》文中提出夏热冬冷地区气候变化剧烈,建筑墙体长期暴露在高温高湿的气候环境下,墙体内的热、空气、湿传递对墙体的热工性能、建筑能耗、室内热湿环境以及室内空气品质均有重要的影响。故本文以最新的多孔介质传热传质理论为基础,对我国夏热冬冷地区建筑墙体内的热、空气、湿耦合迁移特性从数学模型的建立、求解、验证以及模型应用等方面进行了全面、系统的研究。首先,考虑热传递、空气渗透、湿传递以及它们之间的相互耦合作用,建立了建筑墙体热、空气、湿耦合传递模型。模型以相对湿度作为湿驱动势,避免了各墙体部件在交界面处以及墙体表面与空气边界处含湿量不连续的问题,从而使得墙体表面的吸放湿过程与墙体内部的热湿迁移过程有机结合,简化了分析过程。其次,应用基于有限元方法的多物理场耦合模拟仿真软件COMSOL Multiphysics对建筑墙体热、空气、湿耦合传递模型进行求解。用泊松方程模型独立求解空气流动方程,获得墙体内的空气压力分布,进而计算通过建筑墙体孔隙内的空气流量,然后将其作为热湿方程的输入参数,采用系数形式的偏微分方程模型对热湿控制方程及对应边界条件同时进行求解,从而获得墙体内的热湿分布。再次,搭建了墙体热湿耦合传递实验测试平台,测试了长沙地区实际气候条件下加气混凝土墙体内的温湿度分布情况,为验证墙体热湿耦合模型提供了实测数据。然后,将新建模型模拟结果与EN15026验证实例、HAMSTAD验证实例和实验数据进行对比,验证了新建模型的正确性。对比结果表明:新建模型模拟结果与EN15026验证实例和HAMSTAD验证实例高度吻合;新建模型预测结果与实验结果吻合良好,室内侧分界面处空气相对湿度的平均偏差为4.7%,温度的平均偏差为0.4℃,室外侧分界面处空气相对湿度的平均偏差为3.7%,温度的平均偏差为0.93℃。最后,基于本文所建热、空气、湿耦合模型,分析了我国夏热冬冷地区建筑墙体内湿传递对墙体热工性能及建筑能耗的影响;优化了该地区外墙保温层厚度,并分析了墙体内湿传递对优化结果的影响;提出了墙体内霉菌生长控制策略及霉菌生长风险评估指标。根据空调度日数(CDD26)和采暖度日数(HDD18)将夏热冬冷地区分为四个子气候区域,并在每一子气候区域选取一个典型城市作为研究城市。以典型城市成都、上海、长沙和韶关为例,选取我国夏热冬冷地区居住建筑常用砖墙(水泥砂浆-红砖-石灰水泥砂浆)为研究对象,分析了该地区建筑墙体内湿传递对墙体热工性能及建筑能耗的影响,结果表明该地区建筑围护结构内湿传递对建筑热性能和能耗性能有显着的影响。具体分析结果如下:(1)当忽略湿传递时,夏季和冬季的峰值负荷分别被高估了2.1~3.9%和4.2~10.1%;(2)忽略湿传递情况下,制冷季总的显热负荷被高估了5.1~37.1%;(3)制冷季总的潜热负荷占全热负荷的14.3~52.2%,全年潜热负荷占全年全热负荷的4.9~6.6%;(4)当忽略湿传递时,制冷季、供暖季和全年全热负荷分别被低估了9.9~34.4%、1.6~4.0%和4.4~6.8%。考虑墙体内湿传递对采暖空调能耗费用的影响,根据寿命周期经济性分析,优化了夏热冬冷地区外墙保温层厚度,并分析了墙体内湿传递对优化结果的影响。以典型城市成都、上海、长沙和韶关为例,以该地区居住建筑中常用的砖墙为研究对象,对常用保温材料EPS板的厚度进行了优化。具体结果如下:(1)EPS保温外墙的最小寿命周期内总投资现值为103.10~120.87元/m2,而其最大寿命周期内净现值为43.12~113.74元/m2;(2)EPS保温板的最佳厚度为0.086~0.115m;(3)当不考虑墙体内湿传递影响时,最小寿命周期内总投资现值LCTop、最大寿命周期内净现值LCSop和最佳保温层厚度xop分别被低估了5.18~8.84%、23.19~34.49%和4.35~6.98%。为了控制墙体内霉菌滋生,提出了墙体内霉菌生长控制策略以及霉菌生长风险评估指标,并以成都、上海、长沙和韶关为例,对居住建筑中常用砖墙内的霉菌生长风险评估指标进行了预测,结果表明长沙地区墙体各层材料交界面处霉菌生长风险最大,其次依次是成都、上海和韶关。

参考文献:

[1]. 夏热冬冷地区建筑绝热结构优化研究[D]. 傅学政. 中南大学. 2004

[2]. 我国夏热冬冷地区住宅开合表皮设计研究[D]. 王霄飞. 上海交通大学. 2011

[3]. 中国夏热冬冷地区绿色建筑技术应用问题研究[D]. 熊小萌. 华中科技大学. 2006

[4]. 夏热冬冷地区办公建筑照明系统及外围护结构节能研究[D]. 胡俊文. 湖南大学. 2007

[5]. 夏热冬冷地区住宅供暖与节能设计研究[D]. 董旭娟. 西安建筑科技大学. 2016

[6]. 夏热冬冷地区围护结构节能技术及经济分析[D]. 樊葳. 浙江大学. 2008

[7]. 夏热冬冷地区内外综合保温体系节能效果分析[D]. 何莉莎. 浙江大学. 2015

[8]. 四川夏热冬冷地区居住建筑墙体节能研究[D]. 周颖楠. 兰州交通大学. 2016

[9]. 夏热冬冷地区居住建筑节能技术综合应用研究[D]. 陈丰. 湖南大学. 2007

[10]. 夏热冬冷地区建筑墙体热、空气、湿耦合迁移特性研究[D]. 刘向伟. 湖南大学. 2015

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夏热冬冷地区建筑绝热结构优化研究
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