杨凌地区农村住宅建筑能耗与节能布局研究

【摘要】：近年来随着我国农村经济的发展，农民生活水平日益提高，新修农村住宅建筑面积达到30亿㎡，农村住宅建筑能耗越来越大，这违背了建设节约型新农村并实现能源可持续发展的节能理念，因此迫切需要在农村提倡住宅节能，发展低能耗生态住宅。杨凌地处关中平原地区，气候特点为夏热冬冷。为了夏季防热、通风以及冬季保暖，农村住宅会消耗较多的能源，对该区农村住宅进行节能研究意义重大。 建筑节能包含三个层面：第一层面是在建筑布局阶段考虑节能，第二层面是在建筑单体设计阶段考虑节能，第三层面是建筑外围护结构节能和机械设备系统本身节能。建筑布局节能是建筑节能的根本前提和保证。本文就是针对建筑布局节能这一重要问题开展研究。 文章通过对杨凌农村住宅广泛细致的调研，了解了杨凌农村住宅现状及能耗情况；从夏季自然通风的原理出发，用CFD软件对杨凌农村住宅不同建筑群布局方式所形成的室外风环境进行了仿真模拟，并结合当地气候条件探索提出了适合该地区农村住宅的节能建筑布局策略。文章的成果将为农村住宅节能研究提供新的思路。文章主要研究内容及成果如下： （1）杨凌农村住宅多采用行列式的布局方式，建筑平面布局简单，建筑外围护结构薄弱，夏季主要采用电扇降温，冬季主要采用柴火、暖炉取暖；杨凌农村住宅节能还处于初级阶段，节能潜力非常的大；杨凌农村住宅可通过改变建筑布局、控制建筑体型系数、增强外围护结构的保温隔热性能等方式来降低建筑能耗。 （2）不同建筑群布局室外风环境仿真模拟表明：杨凌地区最利于夏季节能的布局方式为并列式或斜列式布局，因为这两种布局都可以得到速度适中且比较稳定的风场分布，可以得到较大的风舒适区域；在建筑群空间布局时，宜采用南低北高的布局方式，建筑高度可以由南向北逐渐升高，这样更有利于住宅通风节能。 （3）结合杨凌地区气候条件提出的杨凌农村住宅节能建筑布局策略为：杨凌农村住宅适宜布置在山的南坡，农村住宅的最佳朝向为南偏东10°，适宜朝向为南或者南偏西，不宜朝向为西或者西北。杨凌农村住宅的建筑间距应综合考虑日照和通风两个因素，在新农村建筑布局中，可以适当增加组团与组团之间的间距，而组团内部建筑则在满足日照间距的情况下尽量缩小建筑间距，以节约用地；组团与组团之间的空地可以布置绿化、景观以成为室外公共休闲区。应充分重视建筑绿化的作用，在建筑山墙两边种植乔木，利于引导风的流动；并注意建筑长向迎风面乔木灌木的布置以及其与建筑窗户的距离控制。 当前全球面临着能源短缺的问题，而建筑能耗占了世界总能耗的50%左右，农村住宅能耗占建筑能耗相当大的比例，对农村住宅进行节能研究意义重大。本文的工作可为杨凌地区农村住宅节能工作的开展起到一定的参考作用。 【关键词】：农村住宅建筑节能 建筑群布局节能 风环境 建筑布局节能 FLUENT
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU241.4;TU201.5
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究背景11
• 1.2 研究的目的与意义11-13
• 1.3 国内外农村建筑节能研究概况13-17
• 1.3.1 国外建筑节能研究进展及水平13-15
• 1.3.2 国内建筑节能研究进展及水平15-17
• 1.4 研究内容17
• 1.5 研究方法17-18
• 1.6 论文的组织结构18-19
• 第二章 杨凌地区农村住宅现状、能耗调查及节能途径研究19-29
• 2.1 杨陵地区概况19-21
• 2.1.1 气侯19-20
• 2.1.2 杨凌地区农村建设历史20-21
• 2.2 杨凌地区农村调研21-24
• 2.2.1 杨凌现有农村住宅现状21
• 2.2.2 农村住宅建筑特点21-24
• 2.3 杨凌地区农宅能耗分析24-25
• 2.3.1 炊事采暖用能24-25
• 2.3.2 照明和家电用能25
• 2.4 杨凌地区农村建筑节能存在的主要问题25-26
• 2.5 影响农村建筑节能的因素分析26-28
• 2.5.1 建筑布局26
• 2.5.2 控制体型系数26
• 2.5.3 外围护结构节能26-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 基于 CFD 的建筑群节能布局研究29-52
• 3.1 农村住宅室外风环境数值模拟的理论与方法29-31
• 3.1.1 计算流体力学（CFD）及 FLUENT 软件介绍29-30
• 3.1.2 湍流的数值模拟方法30-31
• 3.2 不同建筑群布局所形成的风环境的数值模拟31-34
• 3.2.1 模型的建立及初始条件的确定32-34
• 3.3 风环境的评估标准34-35
• 3.4 不同建筑群布局模拟结果分析35-48
• 3.4.1 主导风向为东风时的结果分析35-41
• 3.4.2 主导风向为东南风时的结果分析41-47
• 3.4.3 各种布局形成风环境的综合性分析47-48
• 3.5 利于节能的建筑群空间布局方式研究48-50
• 3.5.1 主导风向为东风时的结果分析48-49
• 3.5.2 主导风向为东南风时的结果分析49-50
• 3.5.3 两种布局方式结果分析50
• 3.6 本章小结50-52
• 第四章 杨凌农村住宅建筑布局节能与气候适应性策略研究52-58
• 4.1 建筑选址52-53
• 4.2 建筑朝向53-54
• 4.3 建筑间距54-56
• 4.3.1 日照间距54-55
• 4.3.2 通风间距55-56
• 4.4 建筑群布局56
• 4.5 绿化56-57
• 4.6 本章小结57-58
• 第五章 结论与展望58-60
• 5.1 结论58-59
• 5.2 不足与展望59-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-65
• 作者简介65

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