北方地区农宅围护结构节能研究

【摘要】： 中国北方地区农村住宅在消耗了大量采暖能耗的同时,室内舒适性却很差,远远达不到人体热舒适的要求。造成这种现象的一个非常重要的原因就是北方农村住宅围护结构保温性能差。因此对北方农宅围护结构进行分析和优化对农村建筑节能工作是非常有必要的。 本文基于北方农村实地调研,分析了北方农宅围护结构的缺陷,提出了北方农宅围护结构是亟待改善的。在实地调研获得的大量数据建立的数据库的基础上,本文提取了严寒地区和寒冷地区典型建筑各一栋。本文基于TRNSYS能耗模拟软件,建立了北方典型农宅采暖能耗计算模型,计算了严寒地区和寒冷地区典型农宅的基础采暖能耗以及在不同的节能措施下的收益。 鉴于目前中国北方农宅现状,本文提出要对北方农宅围护结构进行优化,得出最优化的围护结构参数。考虑到中国农村的经济现状,本文提出以全寿命周期经济成本最小作为优化的目标。优化的算法采用劳伦斯伯克利实验室开发的Genopt软件中固化的Hook-Jevees算法。本文通过在Genopt提供的平台下使用Java语言编程,完成Genopt与TRSYS软件之间的自动连接来进行优化计算,得出全寿命周期成本最小情况下严寒地区和寒冷地区农宅围护结构最优化参数。 【关键词】：调研 能耗计算 全寿命周期成本(LCC) 优化
【学位授予单位】：中国建筑科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TU111.48
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题研究的目的和意义8-13
• 1.2 课题的技术路线13-14
• 第2章 北方村镇建筑围护结构及室内热环境现状与存在问题分析14-32
• 2.1 北方村镇建筑围护结构现状与存在问题14-29
• 2.1.1 北方村镇建筑围护结构现状14-28
• 2.1.1.1 外墙14-20
• 2.1.1.2 门和窗20-26
• 2.1.1.3 屋顶和地面26-28
• 2.1.2 现有围护结构存在问题28-29
• 2.2 北方村镇建筑室内热环境现状与问题29-32
• 第3章 北方典型农宅采暖能耗分析32-59
• 3.1 典型建筑的选取32-34
• 3.1.1 严寒地区典型建筑描述32-33
• 3.1.2 寒冷地区典型建筑描述33-34
• 3.2 TRNSYS软件简介34-36
• 3.3 模拟计算的理论基础36-38
• 3.4 初始条件的设定38-40
• 3.4.1 室内采暖温度的设定38-39
• 3.4.2 建筑渗透通风的计算39
• 3.4.3 地面的计算39-40
• 3.4.4 设备和室内人员的设定40
• 3.5 模拟计算模型40-41
• 3.6 严寒地区典型建筑采暖能耗分析41-43
• 3.6.1 严寒地区典型建筑采暖能耗基础值41-42
• 3.6.2 严寒地区典型建筑围护结构热损失分析42-43
• 3.7 严寒地区典型农宅节能计算分析43-52
• 3.7.1 外窗的改造44-45
• 3.7.2 地面的改造45-46
• 3.7.3 外墙的改造46-50
• 3.7.4 渗透通风的改善50
• 3.7.5 屋顶和吊顶节能50-52
• 3.8 寒冷地区典型建筑采暖能耗分析52-54
• 3.8.1 寒冷地区典型建筑采暖能耗基础值52-53
• 3.8.2 寒冷地区典型建筑围护结构热损失分析53-54
• 3.9 寒冷地区典型农宅节能计算分析54-57
• 3.9.1 外窗的改造54
• 3.9.2 外墙的改造54-55
• 3.9.3 渗透通风的改善55-56
• 3.9.4 地面的改造56-57
• 3.9.5 屋顶和吊顶节能57
• 3.10 优化的必要性57-59
• 第4章 全寿命周期成本59-63
• 4.1 全寿命周期成本的概念59-60
• 4.2 具体的计算方法60-62
• 4.3 全生命周期评价方法(LCA)与全生命周期成本(LCC)的区别62-63
• 第5章 优化的方法63-72
• 5.1 目前优化存在的问题63-64
• 5.2 解决问题的方法64-65
• 5.3 Genpot与TRNSYS的结合65-66
• 5.4 优化的理论基础66-70
• 5.4.1 虎克-捷夫算法基本思想和算法66-68
• 5.4.1.1 基本思想66-67
• 5.4.1.2 算法67-68
• 5.4.2 惩罚函数的理论68-70
• 5.5 面临的新问题70-72
• 第6章 北方农宅围护结构的优化计算72-81
• 6.1 经济参数的设定72
• 6.2 建筑围护结构变量的设定72-73
• 6.3 计算的结果73-80
• 6.3.1 严寒地区农宅优化结果74-77
• 6.3.2 寒冷地区农宅优化结果77-80
• 6.4 分析与结论80-81
• 第7章 总结与体会81-88
• 7.1 论文的结论81-82
• 7.2 创新点82-85
• 7.3 本文的不足85-86
• 7.4 展望86-88
• 致谢88-89
• 参考文献89-90

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