石家庄地区村镇居住建筑被动式太阳能利用优化研究

【摘要】：随着建国后农村中社会经济关系不断地变化，农村的经济，文化，教育呈现出蓬勃发展的趋势，农村住宅的类型也随之变得更加丰富多样性，尤其是近些年太阳辐射资源的在建筑中的循环利用的深入推广，掀起了村镇中节能环保的太阳能建筑热潮。但是许多农村中的太阳房大部分为自主建设，很多村民在建设过程中缺少客观的建设引导，以及技术方面的指导,所以冬季太阳房的实际得热效率低，室内温度并不理想，同时夏季太阳房内的温度波动较大，存在一个低舒适高能耗的现象。这本身与太阳房的建设目的是背道而驰的，所以解决村镇被动式太阳房关键技术问题、正确引导村镇居民建筑理念，提升既有太阳房的利用率成为一个改善住宅室内热环境的一个关键问题。 本文以河北石家庄地区的村镇住宅为主要的研究对象，通过既有被动式太阳房所属村落的民俗风情、经济构成、能源利用、村落布局、院落形式、建筑以及构造情况进行深入的调研和分析；对当地既有的被动式太阳房与传统住宅的室内外物理环境测试以及室内人体热舒适需求的统计；对既有被动式太阳房建筑平面布局、围护结构构造做法，得热部件热工性能进行详细的分析和冬季辅助热源需求情况以及室内热舒适状况调研，找出该地区既有被动式太阳房室内热环境存在的问题。总结并归纳既有被动式太阳房的典型形式。最终按照太阳房的建筑设计原则，对既有的被动式太阳房的提出适宜技术的优化意见和策略。且针对优化后的几个典型太阳房提出合理优化方案且进行冬季辅助热源的核算比较，以及经济性评价，从而为该地区今后的太阳能建筑建设使用情况提供设计及建造的依据，引导当地村民建造舒适温暖的被动式太阳房。 【关键词】：农村被动式太阳能建筑 室内热环境 适宜技术 室内人体热舒适 辅助热源
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU241.4;TU18
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 国内外研究和实践10-13
• 1.2.1 国内的研究及发展现状10-12
• 1.2.2 国外的研究及发展现状12-13
• 1.3 研究目的和实际意义13-14
• 1.4 论文的主要工作14-16
• 1.4.1 研究内容14-15
• 1.4.2 研究方法15-16
• 1.5 论文框架16-17
• 2 河北石家庄地区概况17-21
• 2.1 石家庄地区概况17-18
• 2.1.1 区域位置17
• 2.1.2 历史背景17-18
• 2.2 自然概况18-20
• 2.2.1 地理特征18
• 2.2.2 气候特征18
• 2.2.3 资源概况18-20
• 2.3 社会概况20
• 2.3.1 经济情况20
• 2.3.2 文化底蕴20
• 2.4 小结20-21
• 3 河北石家庄地区被动式太阳能利用现状调查21-43
• 3.1 石家庄乡村调研情况21-27
• 3.1.1 实地调研简介21
• 3.1.2 村落情况综述21-22
• 3.1.3 石家庄地区乡村住宅概况22-25
• 3.1.4 能耗基本情况25-27
• 3.2 既有被动式太阳房情况27-35
• 3.2.1 既有被动式太阳房概况27-29
• 3.2.2 既有被动式太阳房构造现状29-35
• 3.3 冬夏两季室内外温湿度测试35-41
• 3.3.1 物理情况测试介绍35-36
• 3.3.2 夏季室内外温湿度测试结果分析36-38
• 3.3.3 冬季室内外温湿度测试结果分析38-41
• 3.4 小结41-43
• 4 石家庄地区既有被动式太阳房现状分析43-69
• 4.1 太阳房设计原则43-47
• 4.1.1 总体设计原则43-45
• 4.1.2 建筑单体设计原则45
• 4.1.3 基本集热方式设计要点45-47
• 4.2 既有被动式太阳房节能分析47-52
• 4.2.1 选址和立地47-48
• 4.2.2 朝向和院落布局48-49
• 4.2.3 既有被动式太阳房构造形式49-52
• 4.3 既有被动式太阳房热工分析52-57
• 4.3.1 建筑开口布置52-53
• 4.3.2 围护结构热工性能分析53-57
• 4.4 既有被动式太阳房热环境评价57-67
• 4.4.1 既有太阳房冬季辅助热源估算57-59
• 4.4.2. 计算过程59-64
• 4.4.3 既有太阳房热舒适评价分析64-67
• 4.5 小结67-69
• 5 石家庄地区既有被动式太阳房优化69-97
• 5.1 既有被动式太阳房整体优化原则69-72
• 5.1.1 村镇地区优化原则69
• 5.1.2 院落布局优化69-70
• 5.1.3 建筑体型优化70-71
• 5.1.4 建筑平面布局优化71-72
• 5.2 既有被动式太阳房单体优化原则72-76
• 5.2.1 墙体性能优化72-73
• 5.2.2 屋顶热工优化73-74
• 5.2.3 地面热工优化74-75
• 5.2.4 门窗热工优化75-76
• 5.3 既有被动式太阳房夏季降温优化76-81
• 5.3.1 减少室内外热源76
• 5.3.2 夏季遮阳76-78
• 5.3.3 通风降温优化78-81
• 5.4 既有被动式太阳房冬季保温优化81-82
• 5.4.1 蓄热体优化81
• 5.4.2 公共墙和天窗设计81-82
• 5.5 石家庄地区既有被动式太阳房优化方案82-94
• 5.5.1 优化方案83-87
• 5.5.2 冬季辅助热源对比87
• 5.5.3 夏季室内通风效果对比模拟87-89
• 5.5.4 优化方案热工评价89-90
• 5.5.5 优化方案经济性评价90-94
• 5.6 小结94-97
• 6 结论与展望97-99
• 致谢99-101
• 参考文献101-105
• 图表目录105-109
• 图目录105-107
• 表目录107-109
• 附表一：石家庄地区住宅室内物理环境及能耗调查109-115
• 附表二：石家庄地区室内人体热感觉问卷115-116

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