居住建筑围护结构节能分析与工程实践

【摘要】：建筑节能是当今世界的潮流,更是当今世界的需要。随着经济迅速发展和人民生活水平不断提高,舒适性空调居住建筑迅速得到普及,空调能耗大幅度增加。我国是个缺能大国,空调高能耗势必制约该地区经济发展和人民生活水平的提高。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。 本文以重庆地区民用建筑为研究对象。根据重庆地区气候特征,运用动态模拟方法研究了建筑围护结构最重要的三大构部件与建筑空调能耗的关系。本研究在对围护结构相关材料作全面了解和部分试验研究的基础上,分析了建筑外窗热工性能与构造、外墙热工性能与构造以及屋面热工性能与构造对建筑空调能耗的影响,同时还就屋面节能对改善顶层房间温度环境的重要性进行了一定的讨论。在分析围护结构与建筑空调能耗的基础上,积极地在重庆地区对建筑围护结构节能技术进行广泛的实践,取得良好的效果。 首先分析了建筑外窗相关性能与设置对建筑空调及其组成能耗的影响关系,结果表明:窗墙面积比与窗户K 值对建筑空调能耗影响较大,前者对建筑制冷能耗影响较大而后者对建筑采暖能耗影响较大;对于南窗,在不同K 值窗的情况下,窗墙面积比对建筑物采暖能耗有两种相反的影响作用。当窗户的K3.5W/m~2·K 左右时,建筑物的采暖能耗随窗墙面积比增大而减少,K 值越小,减少率越大;当窗户的K≥3.5W/m~2·K 左右时,建筑物的采暖能耗随窗墙面积比增大而增大,传热系数越大,增长率越大。而对于北窗和东窗,K 值分别在2.3W/m~2·K、4.8W/m~2·K时其规律变化与南窗基本相同;对于西窗,在不同K 值时,建筑物的采暖能耗随窗墙面积比增大而增大,K 值越大,增长率越大。窗户朝向对建筑空调及其组成能耗有一定的影响作用,但是需要结合窗户的传热特性进行;窗户的遮蔽系数对建筑空调能耗的影响作用较大,变化区间分别为3%～9%、2%～6%、2%～4%、2%～3%;遮阳对建筑制冷能耗的影响作用要大于对采暖能耗的影响作用。 其次分析了建筑外墙相关性能与设置对建筑空调及其组成能耗的影响关系,结果表明:朝向为0°到90°、180°到270°两个范围的外墙,建筑空调能耗及其组成能耗一直增长,K 值越大,增长幅度越大。朝向为90°到180°、270°到360°两个范围的外墙,建筑空调能耗及其组成能耗是一直降低的,K 值越大,降低幅度越大;墙体K 值降低,建筑空调能耗及其组成能耗的降低率不断变小,当K 值降致0.6W/m2·K 及其以下的时候,建筑空调及其组成能耗的降低率基本不变化,特别是制 【关键词】：围护结 建筑节能 模拟 能耗 工程
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TU111.4
【目录】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-14
• 1 绪论14-32
• 1.1 能源现状与建筑节能的必要性14-17
• 1.1.1 世界能源现状14-15
• 1.1.2 国家能源现状15-16
• 1.1.3 建筑节能的必要性16-17
• 1.2 建筑节能内涵17-18
• 1.3 国内外建筑节能概况18-21
• 1.3.1 国外建筑节能概况18-20
• 1.3.2 国内建筑节能概况20-21
• 1.4 围护结构与建筑节能的关系21-24
• 1.5 节能标准对建筑围护结构的要求24-26
• 1.5.1 《标准》对墙体的规定24
• 1.5.2 《标准》对门窗的规定24-25
• 1.5.3 《标准》对屋顶、地面的规定25-26
• 1.6 重庆市围护结构现状26-27
• 1.7 建筑能耗的计算机模拟分析方法27-30
• 1.7.1 计算机模拟分析方法的必要性27
• 1.7.2 计算机模拟分析方法27-28
• 1.7.3 常用的计算机模拟分析软件28-30
• 1.8 课题的提出及其意义30-31
• 1.8.1 课题的提出30
• 1.8.2 课题研究的意义30-31
• 1.9 课题研究的主要内容31-32
• 2 分析方法32-42
• 2.1 分析用软件的选取32
• 2.2 分析用软件的介绍32-36
• 2.2.1 DOE22.1E32-35
• 2.2.2 围护结构热工指标模拟计算软件35-36
• 2.3 分析用模型的建立36-38
• 2.3.1 建筑构件的属性设定36-37
• 2.3.2 其它计算边界条件的设定37
• 2.3.3 重庆地区气候情况37-38
• 2.4 节能影响因素38-40
• 2.5 节能评价指标40-42
• 2.5.1 综合评价指标40
• 2.5.2 其它评价指标40-42
• 3 建筑节能材料及其应用42-56
• 3.1 建筑绝热材料42-44
• 3.1.1 膨胀珍珠岩及制品43
• 3.1.2 聚苯乙烯泡沫板43-44
• 3.1.3 岩棉、矿棉和玻璃棉44
• 3.2 新型墙体材料44-47
• 3.2.1 蒸压加气混凝土砌块45
• 3.2.2 轻集料混凝土小型空心砌块45-46
• 3.2.3 烧结页岩空心砖46-47
• 3.3 节能门窗47-49
• 3.3.1 木窗类47
• 3.3.2 钢窗类47-48
• 3.3.3 铝合金窗类48-49
• 3.3.4 塑料窗类49
• 3.4 节能玻璃49-51
• 3.4.1 吸热玻璃49
• 3.4.2 镀膜玻璃49-50
• 3.4.3 中空玻璃50-51
• 3.4.4 真空玻璃51
• 3.4.5 节能玻璃的选择51
• 3.5 EPS 保温砂浆51-56
• 3.5.1 传统保温砂浆51-52
• 3.5.2 EPS 保温砂浆的优势52-53
• 3.5.3 EPS 保温砂浆性能53-54
• 3.5.4 本节小结54-56
• 4 窗户节能分析56-82
• 4.1 分析用模型56
• 4.2 窗墙面积比与建筑能耗的关系56-64
• 4.2.1 南向窗户57-59
• 4.2.2 东向窗户59-61
• 4.2.3 北向窗户61-63
• 4.2.4 西向窗户63-64
• 4.3 窗户保温隔热性能与建筑能耗的关系64-70
• 4.3.1 南向窗户64-66
• 4.3.2 东向窗户66-68
• 4.3.3 北向窗户68-69
• 4.3.4 西向窗户69-70
• 4.4 窗户朝向与建筑能耗的关系70-72
• 4.4.1 同一窗户传热系数,不同窗墙面积比71
• 4.4.2 同一窗墙面积比,不同窗户传热系数71-72
• 4.5 窗户遮阳技术性能与建筑能耗的关系72-78
• 4.5.1 南窗遮阳72-73
• 4.5.2 北窗遮阳73-75
• 4.5.3 东窗遮阳75-76
• 4.5.4 西窗遮阳76-78
• 4.6 本章小结78-82
• 5 墙体节能分析82-94
• 5.1 分析用模型82
• 5.2 墙体传热性能与建筑能耗的关系82-85
• 5.2.1 不同朝向墙体的传热系数对建筑能耗的影响作用82-84
• 5.2.2 同一朝向墙体传热系数对建筑能耗的影响作用84-85
• 5.3 墙体太阳辐射吸收性能与建筑能耗的关系85-86
• 5.4 热桥与建筑能耗的关系86-88
• 5.5 墙体节能技术分析88-93
• 5.5.1 外墙内保温及其分析88-89
• 5.5.2 外墙夹芯保温及其分析89
• 5.5.3 外墙外保温及其分析89-90
• 5.5.4 外墙节能构造能耗与热工分析90-93
• 5.6 本章小结93-94
• 6 屋面节能分析94-108
• 6.1 屋面系数与屋面负荷比重的关系分析94
• 6.2 分析用模型94-95
• 6.3 屋面保温隔热对建筑性能的影响分析95-98
• 6.3.1 屋面传热系数对建筑空调能耗的影响作用95-96
• 6.3.2 屋面保温隔热对建筑物顶层房间温度的影响作用96-98
• 6.4 屋面太阳辐射吸收系数对建筑性能的影响分析98-100
• 6.4.1 屋面太阳吸收系数对屋面传热的影响作用98-99
• 6.4.2 屋面太阳吸收系数对屋面温度的影响作用99-100
• 6.4.3 屋面太阳吸收系数对屋面负荷的影响作用100
• 6.5 屋面节能技术分析100-106
• 6.5.1 实体材料层节能屋面及其分析101
• 6.5.2 通风保温隔热屋面及其分析101-102
• 6.5.3 种植屋面及其分析102-103
• 6.5.4 蓄水屋面及其分析103
• 6.5.5 节能屋面能耗与热工分析103-106
• 6.6 本章小结106-108
• 7 围护结构节能的工程实践108-114
• 7.1 实践工程概况108-109
• 7.2 项目的节能要求109
• 7.3 项目的节能设计109-113
• 7.3.1 实际建筑能耗模拟分析109-110
• 7.3.2 建筑节能方案设计110-112
• 7.3.3 建筑节能方案选取112-113
• 7.4 节能方案的实施113-114
• 8 结论114-116
• 致谢116-118
• 参考文献118-122
• 附录122-134
• 独创性声明134
• 学位论文版权使用授权书134

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