严寒地区农村住宅的热环境与节能分析

【摘要】：我国农村地区人口截止到2009年约为7.2亿,占全国总人口数的55%左右。无论是新建住宅建筑面积还是人均住宅建筑面积,农村都远高于城市。随着我国新农村建设规模的扩大,以及农村居民生活水平的普遍提高,农村居民对室内的热舒适性提出了更高的要求,农村的建筑能耗占我国能源消耗的比例将会有所增加。因此,如何在新农村建筑规模扩大化的前提下维持或降低农村住宅的建筑能耗已经成为我国新农村建设所面临的紧迫问题。提高住宅的室内热环境质量是农村居民最基本的生活需求,开展建筑节能技术研究是降低建筑能源消耗的基础。如何在提高室内热环境舒适度的同时有效地控制建筑能耗,是今后农村住宅改造及实现可持续发展战略需要面临的关键问题。 本文是基于严寒地区的农村住宅进行室内热环境与节能改造的研究。农村住宅室内热环境的影响因素较多,本文结合沈阳地区的气候特点与农村住宅的结构造型,农村住宅的冬季采暖方式对室内热舒适性的影响进行综合分析,和围护结构对室内热环境与建筑节能的主要影响因素进行计算,为当地新农村建设中室内热环境和住宅节能的改造提供参考依据。 论文从两方面进行论述：一方面通过对农村住宅的实地测试,明确严寒地区农村住宅的室内温度分布情况与其围护结构的结构形式与保温措施,并在此基础上通过计算分析得出农村住宅的室内热环境和围护结构能耗估计；另一方面总结适合于严寒地区农村住宅的采暖方式与节能改造方案,针对农村住宅围护结构的保温缺陷提出较为可行的改善方法,并通过计算机软件对采暖温度与围护结构节能性进行有效模拟。 在此基础上,考虑该农村住宅和气象条件,建立沈阳地区农村住宅的室内热环境模型,利用Airpak软件分析不同采暖方式下室内热环境的情况；利用能耗软件DeST-h建立该农村住宅的围护结构的建筑模型,在室外综合温度作用下分析保温层厚度对围护结构传热过程的影响特性与对该住宅的全面节能改造研究。根据室内热环境状况,提出了农村住宅的采暖系统的改造措施,并通过围护结构传热特性,采用模拟方法计算出改造前后住宅的能耗情况,计算结果表明改造较为有效,取得较好的节能减排效果。 通过数值模拟分析采暖方式对农村住宅室内热环境与围护结构对建筑节能的影响,为今后农村住宅采用不同的采暖方式提供参考,并提出住宅的围护结构节能方案。本文所做研究对沈阳地区农村住宅的冬季采暖方式与建筑保温状况具有一定指导意义。 【关键词】：农村住宅 热环境 围护结构 采暖方式 数值模拟
【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU241.4;TU111
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 课题研究的背景13-14
• 1.2 农村住宅的国内外研究现状综述14-19
• 1.2.1 室内舒适性的研究状况14-16
• 1.2.2 农村住宅节能的研究综述16-19
• 1.3 课题研究方案与技术路线19-20
• 1.3.1 研究方法19
• 1.3.2 技术路线19-20
• 1.4 课题研究的意义20-21
• 第二章 农村住宅的新型采暖方式设计21-35
• 2.1 严寒地区农村住宅的概况21-25
• 2.1.1 农村住宅的演变21-22
• 2.1.2 严寒地区农村住宅的围护结构现状分析22-23
• 2.1.3 严寒地区的气候特点23-25
• 2.2 农村住宅的采暖现状25-28
• 2.2.1 农村住宅的建筑热负荷计算25-26
• 2.2.2 农村住宅的采暖方式概述26-28
• 2.3 新型太阳能采暖方式的设计28-34
• 2.3.1 严寒地区的太阳能分布28-30
• 2.3.2 太阳能采暖系统的不同形式30-32
• 2.3.3 太阳能集热系统的设计计算32-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 农村住宅热环境的实测与模拟35-53
• 3.1 测试住宅概况35-36
• 3.2 实测方法36-41
• 3.2.1 测试点的布置36-37
• 3.2.2 测试工具的介绍37-39
• 3.2.3 测试的时间与频率39
• 3.2.4 室内热环境分析39-41
• 3.3 实测模型的数值模拟41-49
• 3.3.1 模拟软件的简要介绍41-44
• 3.3.2 物理模型的建立44-46
• 3.3.3 模拟结果与分析46-49
• 3.4 实测和模拟的对比分析49-51
• 3.5 本章小结51-53
• 第四章 农村住宅不同采暖方式的舒适性分析53-69
• 4.1 农村住宅中主要使用的采暖方式53
• 4.2 室内环境人体热舒适的研究基础53-60
• 4.2.1 人体热平衡53-54
• 4.2.2 人体热舒适性的影响因素54-59
• 4.2.3 人体热舒适方程与PMV-PPD指标59-60
• 4.3 不同采暖方式的热舒适性分析60-67
• 4.3.1 不同采暖方式的模型及边界条件60-61
• 4.3.2 传统采暖方式热舒适性分析61-63
• 4.3.3 改进型与新型采暖方式的模拟结果分析对比63-67
• 4.4 本章小结67-69
• 第五章 严寒地区农村住宅的节能性分析69-81
• 5.1 能耗模拟软件的的简述69
• 5.2 模型的建立69-74
• 5.2.1 物理模型69-70
• 5.2.2 数学模型70-72
• 5.2.3 模型参数的设置72-74
• 5.3 模拟结果分析74-77
• 5.3.1 传统住宅的建筑热负荷分析74
• 5.3.2 外墙节能分析74-77
• 5.4 该住宅改造方案与节能分析77-79
• 5.4.1 该住宅的全面改造方案77
• 5.4.2 模拟结果分析77-79
• 5.5 本章小结79-81
• 第六章 结论81-83
• 6.1 结论81
• 6.2 展望81-83
• 参考文献83-87
• 作者简介87
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文87-89
• 致谢89

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