适宜节能技术在寒冷地区农村小学建筑设计中的应用研究

【摘要】：随着我国经济迅猛的发展,农村教育体制改革的深入,农村教育工作为提高农村人口素质基本手段得到全社会的重视。 农村小学建设是普及教育工作的重点部分,是完善农村相关文化基础设施建设的重要保障,更是构建社会主义新农村的重要组成部分。随着科教兴国战略的提出和九年制义务教育普及工作的全面落实,国家重视学校基础设施建设,加大了对农村基础教育的资金投入,并对全国大部分农村地区小学的危房校舍进行了改造,这对于提高农村人口素质加快新农村建设起到了显著地作用。虽然国家的政策方针都在重视农村学校校舍的建设,但是却忽视了校舍中由于设计的不合理所带来的的建筑能耗问题；尤其是在一些偏僻寒冷的地区,忽视学校建筑中的能耗问题,导致的农村学校建筑能耗过大,对能源浪费的情况也屡见不鲜。 城市中小学和农村中小学发展失衡的现象普遍存在,好的设施、师资和管理等等一系列的公共教育资源都聚集在城市。而位于农村的学校,特别是位于偏僻寒冷地区的农村学校,由于资金等一系列问题,学校的建设初期就没能力考虑校舍的能耗问题,使得学校的采暖能耗过大,再加上室内的热环境质量差,很难给学生一个温暖舒适的学习环境。 由于寒冷地区在我国分布地域广阔,农村学校分布广,不可能进行全面调研,但是所受主要气候类型大相径庭,所以选取寒冷地区山东有代表性的农村小学进行典型研究。作者对山东省几个地方的农村小学进行走访调研,对所取得的实际材料数据进行分析,总结出寒冷地区农村小学由于在校舍规划建筑设计等方面的缺陷,所导致的高能耗的问题,并把这些作为此类学校建筑节能设计的基础资料,从这些典型高能耗建筑实例中总结出共同原因,针对这些原因,提出村镇小学节能设计的具体对策。 首先从规划选址布点和优化布局设计方面考虑布局形式对建筑能耗的影响,选取最有利的规划布局作为基本的节能手段。其次以寒冷地区农村学校适宜性节能设计原则为基础,对于学校建筑设计所涉及的诸多方面加以探讨,并分别从平面形式及体形系数、内部空间自然通风、自然采光和阳光间出入口节点设计以及建筑围护结构等被动式节能技术方面的角度来探究建筑设计。再次,农村学校所在地区可再生资源十分丰富,在学校建筑中可以充分利用这些可再生能源优势,使之替代原有的建筑材料,这不仅可以降低农村学校建筑的造价,还可以增强建筑的保温性能,对建筑节能十分有利。在寒冷地区的农村学校建筑中利用可再生能源,不仅可以改善学生的学习生活环境,提高对于可再生能源使用的积极性；还能对可再生能源的使用和推广起到宣传促进作用。因地制宜针对适合寒冷地区农村学校的现状,以廉价发展成熟的节能技术代替成本高的节能技术。最后根据以上提出的适宜性节能技术,对山东荣成北港西村小学现状进行适宜性节能技术分析,并提出节能改造方案对策。 本文希望通过对山东省荣成北港西村小学适宜节能技术改造方案对策的研究,来响应国家节能减排和可持续发展的号召,改善村镇学生的学习环境,缩小城乡学生在学习环境上的差距,使那些身处寒冷地区的学生也能有一个健康舒适的学习环境,这符合国家的“节能减排学校”行动。同时,降低寒冷地区农村小学建筑的能耗,是减轻国家和地方政府的财政负担的有效方式,还是建设节约型社会的必然要求。 因此通过对影响寒冷地区农村学校建筑高能耗原因的研究,并提出相应的节能技术策略,对推动寒冷地区农村学校建筑节能的发展有着重要意义。 【关键词】：寒冷地区 适宜节能 农村小学 规划布局设计 建筑设计 生物质能
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU244.2;TU201.5
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-9
• 目录9-13
• 第1章 绪论13-22
• 1.1 课题背景13-15
• 1.1.1 建设节约型社会背景下的能源危机13
• 1.1.2 政府导向和社会需求13-14
• 1.1.3 农村学校发展现状14-15
• 1.1.4 提出研究课题15
• 1.2 课题研究的主要内容、目的意义及研究方法15-17
• 1.2.1 课题研究的主要内容15-16
• 1.2.2 课题研究的目的意义16
• 1.2.3 课题研究的方法16-17
• 1.3 国内外研究现状、发展动态17-21
• 1.3.1. 国外研究现状及发展动态17-19
• 1.3.1.1 国外理论现状17
• 1.3.1.2 国外学校节能技术实践应用状况17-19
• 1.3.2. 国内研究现状及发展动态19-21
• 1.3.2.1 国内理论研究状况19
• 1.3.2.2 国内学校节能技术实践应用状况19-21
• 1.4. 本章小结21-22
• 第2章 寒冷地区农村小学现状调查与分析22-29
• 2.1 寒冷地区气候的划分及分析22-24
• 2.1.1 寒冷地区气候的划分22-23
• 2.1.2 寒冷地区气候现状23-24
• 2.2 寒冷地区农村小学现状调研24
• 2.3 寒冷地区农村小学状况及特点24-25
• 2.4 寒冷地区农村小学现存问题25-28
• 2.4.1 规划布局分散无条理25
• 2.4.2 建筑设计存在缺陷25-27
• 2.4.2.1 平面功能不足25-26
• 2.4.2.2 围护结构的保温性能差26-27
• 2.4.3 供暖方式落后27
• 2.4.3.1 供暖设备效率不高27
• 2.4.3.2 能源使用比较单一27
• 2.4.4 校舍维修机制还不健全27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 寒冷地区农村小学规划布局的适宜节能策略与应用29-35
• 3.1 因地制宜选址布点29
• 3.2 优化布局设计29-34
• 3.2.1 合理安排朝向29-31
• 3.2.2 有效利用日照31-33
• 3.2.3 合理组织通风33-34
• 3.3 外部环境设计34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 寒冷地区农村小学建筑设计的适宜节能策略与应用35-49
• 4.1 平面设计中的节能策略35-37
• 4.1.1 平面合理分区35-37
• 4.1.1.1 寒冷地区农村小学平面形式35-36
• 4.1.1.2 改进寒冷地区农村小学平面布局36-37
• 4.1.2 优化控制体形系数37
• 4.1.2.1 减小体形系数有利于抵御冷热极端气候37
• 4.1.2.2 减小寒冷地区农村小学体形系数的有效方法37
• 4.2 空间设计中的适宜节能策略37-45
• 4.2.1 有利于自然通风的内部空间设计38-42
• 4.2.1.1 自然通风的主要影响因素38-39
• 4.2.1.2 风压通风39-40
• 4.2.1.3 热压通风40-41
• 4.2.1.4 自然通风设计措施41-42
• 4.2.2 有利于自然采光的内部空间设计42-44
• 4.2.2.1 自然采光基本策略42-44
• 4.2.2.2 开窗基本策略44
• 4.2.3 灰空间、阳光间设计44
• 4.2.4 出入口设计44-45
• 4.3 围护结构设计中适宜节能技术45-48
• 4.3.1 外墙设计46
• 4.3.2 冬季外窗保温设计46-47
• 4.3.3 冬季屋面保温设计47
• 4.3.4 夏季遮阳设计47-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第5章 寒冷地区适宜生物质能在农村小学设计中的应用49-56
• 5.1 寒冷地区农村生物质能的应用49-52
• 5.1.1 生物质能的概况49
• 5.1.2 生物质能在农村发展的优势49
• 5.1.3 寒冷地区生物质能在农村小学中应用分析49-52
• 5.1.3.1 燃池采暖在寒冷地区农村小学中的应用49-50
• 5.1.3.2 燃池在寒冷地区农村小学中应用的优点与不足50-52
• 5.2 寒冷地区农村绿色建筑材料的应用52-54
• 5.2.1 农村绿色建筑材料的适宜性分析52-53
• 5.2.1.1 秸秆建材在农村中的发展优势52-53
• 5.2.1.2 乡土建材在农村中的发展优势53
• 5.2.2 农村小学绿色建筑材料的应用53-54
• 5.2.2.1 草砖在寒冷地区农村建校舍的发展潜力53
• 5.2.2.2 草砖与传统建材的优势53-54
• 5.3 本章小结54-56
• 第6章 山东省荣成北港西村小学适宜节能设计改造方案56-62
• 6.1 山东荣成地理位置及气候特征56
• 6.2 北港西村小学概况56-60
• 6.2.1 区域位置56-57
• 6.2.2 北港西村小学现状调研57-58
• 6.2.3 热工性能计算58-60
• 6.3 北港西村小学适宜节能技术改造60-61
• 6.3.1 对外墙设计改造60
• 6.3.2 对门窗节能改造60-61
• 6.3.3 对屋顶节能改造61
• 6.4 节能改造经济性造价分析61
• 6.5 本章小结61-62
• 第7章 结论与展望62-63
• 参考文献63-65
• 后记65-66
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况66

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