新型乡村节能住宅研究及能耗分析

【摘要】： 随着节约型社会的建设和发展,为改变农村住宅热工性能差、能耗大的现状,一批新型节能乡村建筑应运而生,其中以生态节能草砖建筑最引人注目。草砖建筑技术的研究发展,对缓解我国能源紧缺局面,推进社会主义新农村建设,有着重大的现实意义。 本文以哈尔滨市草砖建筑为主要研究对象。在对草砖建筑体系进行系统的理论分析的基础上,就黑龙江省现有草砖住宅及传统砖房的现状进行了实地调研走访,采用问卷调查和现场实测相结合的方法,比较全面地研究了农村住宅室内热环境及能耗的基本情况。结果显示:间歇式供暖条件下,室温波动幅度较大,草砖住宅为4.5℃,传统砖房为5.7℃,表明草砖住宅较传统砖房舒适且保(恒)温能力好。 为使研究更深入合理,具有科学性和直观性,本文利用清华大学的DeST-h能耗模拟软件,从不同外墙材料、窗墙比、朝向、气候特点四方面对草砖建筑进行了模拟分析。研究结果证明:(1)草砖房较传统粘土砖房节能46.9%,冬季计算日平均自然室温较粘土砖房高3.54℃,夏季隔热性能与粘土砖房相当;(2)草砖房的采暖能耗随窗墙比的增大而增大,且北向窗墙比对能耗的影响大于南向;(3)随朝向由“南北”向“东西”不断变化,采暖能耗逐渐增大,但在南偏东(西) 15o范围内,影响作用不大;(4)气候环境对能耗的影响作用显著,越是寒冷的地区节能率越高,说明草砖房的节能优势在于保温。 为了进一步探讨草砖建筑的节能潜力,本文分析了被动式太阳能技术应用的可行性,提出了太阳能草砖住宅设计方案,并从理论上对其节能性和经济性做出评价。结果证明太阳能草砖房较传统粘土砖房节能67.1%,是一种节能效果更为理想的住宅形式。 本文研究证明:草砖建筑技术具有科学性、合理性和实用性,值得大力推广应用,前景广阔。 【关键词】：草砖住宅 建筑体系 室内热环境 能耗模拟 节能率
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TU241;TU111
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 研究课题的背景9-11
• 1.1.1 我国能源现状9-10
• 1.1.2 农村住宅能耗现状10
• 1.1.3 新型乡村住宅的兴起10-11
• 1.2 发展简史及国内外研究现状11-14
• 1.2.1 草砖建筑发展简史11-12
• 1.2.2 国外现状12-13
• 1.2.3 国内现状13-14
• 1.3 研究目的及现实意义14-15
• 1.3.1 研究目的14
• 1.3.2 现实意义14-15
• 1.4 研究内容及组织结构15-16
• 2 草砖建筑体系研究16-30
• 2.1 材料及构件基本性能16-25
• 2.1.1 选材要求16
• 2.1.2 力学性能16-22
• 2.1.3 热工性能22-23
• 2.1.4 防火性能23-24
• 2.1.5 防水性能24-25
• 2.2 结构类型25-27
• 2.2.1 承重型25-26
• 2.2.2 框架型26-27
• 2.2.3 混合型27
• 2.3 围护结构27-29
• 2.3.1 外墙27-28
• 2.3.2 门窗28
• 2.3.3 屋顶及地面28-29
• 2.4 地基与基础29
• 2.5 小结29-30
• 3 农村住宅室内热环境及能耗状况调研分析30-41
• 3.1 影响室内热环境的因素30
• 3.2 冬季室内热环境及能耗情况问卷调查30-36
• 3.2.1 调查内容30-32
• 3.2.2 数据分析32-35
• 3.2.3 调查结果35-36
• 3.3 冬季室内外温度实测36-40
• 3.3.1 实测概况36-38
• 3.3.2 数据分析38-40
• 3.3.3 实测结果40
• 3.4 小结40-41
• 4 能耗模拟分析41-60
• 4.1 基本原理及软件介绍41-44
• 4.1.1 基本原理41-42
• 4.1.2 软件介绍42-44
• 4.2 分析用软件44-45
• 4.2.1 软件的选取44
• 4.2.2 DeST 软件简介44-45
• 4.3 模型的建立45-47
• 4.3.1 物理模型45
• 4.3.2 数学模型45-47
• 4.4 模拟分析47-58
• 4.4.1 不同墙体材料的模拟分析47-54
• 4.4.2 不同窗墙比的模拟分析54-56
• 4.4.3 不同朝向的模拟分析56-57
• 4.4.4 不同气候环境的模拟分析57-58
• 4.5 结果验证58-59
• 4.6 小结59-60
• 5 新能源的利用60-72
• 5.1 可行性分析60-61
• 5.1.1 有利因素60-61
• 5.1.2 不利因素61
• 5.1.3 综合分析61
• 5.2 方案设计61-64
• 5.2.1 方案简介62-63
• 5.2.2 注意事项63-64
• 5.3 节能性及经济性评价64-71
• 5.3.1 节能性64-69
• 5.3.2 经济性69-71
• 5.4 小结71-72
• 6 结论72-74
• 6.1 结论72-73
• 6.2 展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78
• 附录78-81
• 附录1 住户问卷调查表78-80
• 附录2 冬季室内外实测温湿度数据80-81
• 附录3 攻读硕士期间发表的论文81

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