居住建筑体形系数与建筑节能

【摘要】： 居住建筑能耗是建筑能耗的重要组成部分,相对于公共建筑来说,虽然基数较小,但是体量较大,而且随着城市建设的发展,它所占的比例也将越来越高。我国的建筑节能工作起步较晚,特别是居住建筑节能的发展与国外的差距甚大,所以建筑节能尤其是居住建筑的节能,应予以高度重视,作为重要课题来研究。 本文以重庆地区居住建筑为研究对象,针对实际的典型建筑进行大量的能耗模拟和性能化节能方案设计。首先分析了重庆地区围护结构的建筑节能技术,而后通过对90栋居住建筑的调研,统计分析了重庆地区各个节能参数(建筑体形系数、窗墙面积比、外围护结构构造、遮阳等几个方面)的分布规律,总结指出了重庆地区建筑节能工作的疏忽以及以后开展建筑节能工作的侧重点:在2005年重庆市强制执行《重庆市居住建筑界节能设计标准》后,所有住宅的外围护结构的热工性能基本符合标准要求,但是大多数住宅的体形系数都超标而且没有专门设置遮阳措施,不利于建筑本身的节能降耗。 其次分析了建筑平面形状特征与建筑体形系数的影响关系,为建筑师的建筑平面设计工作提供了参考意见:底面积A相同时,平面是正多边形的模型是同边数模型中体形系数最小的。如果底面积A和总高度H都相同,正多边形的边数越多,平面越趋向圆形,相对的模型体形系数越小,S正三棱柱S正四棱柱S正六棱柱S圆柱体。 再次通过DOE-2软件模拟分析了建筑长度X和进深Y对体形系数的影响以及由此带来的建筑能耗的变化规律。结果表明:建筑长度X与建筑进深Y对建筑体形系数S的影响效果相同,体形系数S随着长度X或进深Y的无限增大而逐渐减小至某一值;建筑长度X与建筑进深Y对建筑采暖能耗的影响效果相似,但是建筑长度X对建筑空调能耗的影响要大于建筑进深对空调能耗的的影响。 紧接着模拟分析了建筑层高h和建筑总高度H对体形系数的影响以及由此带来的建筑能耗的变化规律。结果表明:建筑体形系数S与建筑层高h两者之间呈线性负相关关系。而且建筑层数越多,层高h对体形系数S的影响就越小,而体形系数S对建筑能耗的影响越大;建筑体形系数S随着建筑总高度H的增加而减小。建筑总高度H对低层建筑和多层建筑的体形系数S影响非常大,而对其他建筑的体形系数影响就非常有限了。体形系数S逐渐减小,建筑采暖能耗、空调能耗和建筑总能耗也随之减小,而且体形系数S对建筑采暖能耗的影响明显大于对空调能耗的影响。 而后又以退台式洋房、别墅建筑和联排建筑为研究对象,讨论分析了建筑凹凸变化与体形系数S和建筑能耗之间的影响关系。结果表明:建筑立面越有层次感,凹凸变化越多,建筑体形系数S则更大,相应地建筑采暖能耗和建筑总能耗也会增大,而且它们之间呈线性正相关关系。 最后以一个工程实例分析了控制体形系数降低建筑能耗的经济可行性。证明建筑设计是建筑节能的第一步,建筑节能要从设计阶段抓起。没有节能设计理念的建筑将是“先天不足”的,要达到节能要求势必要付出巨大的经济代价。 【关键词】：体形系数 建筑节能 居住建筑 能耗模拟
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TU201.5
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 建筑节能概述10-12
• 1.1.1 建筑节能的内涵10-11
• 1.1.2 建筑节能的必要性11-12
• 1.2 国内外建筑节能概况12-16
• 1.2.1 国外建筑节能概况12-14
• 1.2.2 国内建筑节能概况14-16
• 1.3 体形系数与建筑节能16-17
• 1.3.1 体形系数的相关定义16-17
• 1.3.2 节能标准对体形系数的规定17
• 1.4 分析方法的选取17-20
• 1.4.1 建筑模拟的必要性17-18
• 1.4.2 软件介绍18
• 1.4.3 DOE-2 的基本输入输出18-20
• 1.5 课题的提出意义及主要内容20-22
• 1.5.1 课题的提出意义20-21
• 1.5.2 课题的主要内容21-22
• 2 重庆市居住建筑节能情况调研22-38
• 2.1 重庆市建筑节能工作的开展22-23
• 2.2 重庆地区居住建筑围护结构节能技术23-30
• 2.2.1 外墙节能23-26
• 2.2.2 屋面节能26-28
• 2.2.3 外窗节能28-30
• 2.3 重庆市居住建筑节能参数的调研30-37
• 2.3.1 建筑分类30-31
• 2.3.2 建筑体形系数31-32
• 2.3.3 建筑窗墙面积比32-35
• 2.3.4 墙体35
• 2.3.5 屋面35-36
• 2.3.6 外窗遮阳36-37
• 2.4 本章小结37-38
• 3 建筑平面形状的选择38-52
• 3.1 三角形平面38-43
• 3.1.1 平面面积 A＝10m~238-40
• 3.1.2 平面面积 A＝50m~2、A＝100m~240-42
• 3.1.3 体量比较42-43
• 3.2 四边形43-49
• 3.2.1 平面面积 A＝10m~243-46
• 3.2.2 平面面积 A＝50m~2、A＝100m~246-48
• 3.2.3 体量比较48-49
• 3.3 圆形49-50
• 3.4 平面形状比较50-51
• 3.5 本章小结51-52
• 4 建筑的长度、进深与建筑节能52-70
• 4.1 模型边界条件52-53
• 4.2 分析用模型53-55
• 4.3 建筑长度 X、体形系数 S 与建筑能耗55-61
• 4.3.1 低层建筑55-58
• 4.3.2 多层及中高层建筑58-59
• 4.3.3 高层及超高层建筑59-61
• 4.4 建筑进深 Y、体形系数 S 与建筑能耗61-67
• 4.4.1 低层建筑61-64
• 4.4.2 多层及中高层建筑64-66
• 4.4.3 高层及超高层建筑66-67
• 4.5 本章小结67-70
• 5 建筑高度与建筑节能70-83
• 5.1 建筑层高 H、体形系数 S 与建筑能耗70-77
• 5.1.1 点式建筑——Y 字型建筑70-74
• 5.1.2 条式建筑——L 字型建筑74-77
• 5.2 建筑总高度 H、体形系数 S 与建筑能耗77-81
• 5.2.1 点式建筑77-79
• 5.2.2 条式建筑79-81
• 5.3 本章小结81-83
• 6 建筑立面凹凸变化与建筑节能83-92
• 6.1 退台式洋房83-85
• 6.2 别墅建筑85-87
• 6.3 联排建筑87-90
• 6.3.1 联排建筑节能效果87-89
• 6.3.2 联排方式、体形系数与建筑能耗89-90
• 6.4 本章小结90-92
• 7 工程应用及经济性分析92-100
• 7.1 工程概况92-93
• 7.2 建筑节能设计93-98
• 7.2.1 节能方案194
• 7.2.2 节能方案294-96
• 7.2.3 节能方案396-98
• 7.3 建筑节能方案的选取98-100
• 8 结论100-102
• 致谢102-103
• 参考文献103-106
• 附录 研究生阶段发表论文106

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