圍護結(jié)構(gòu)對太陽能建筑室內(nèi)熱環(huán)境的影響.pdf

1、我國村鎮(zhèn)建筑外墻普遍沒有保溫或保溫很粗糙，這種狀況導(dǎo)致村鎮(zhèn)建筑保溫性能差，冬季采暖能耗高，太陽能采暖很難滿足室內(nèi)熱舒適度需求。這種情況在我國經(jīng)濟欠發(fā)達(dá)的西北地區(qū)非常普遍，而國內(nèi)外針對我國西北地區(qū)圍護結(jié)構(gòu)對太陽能建筑室內(nèi)熱環(huán)境影響的研究幾乎是一片空白。
　　為此，針對西北地區(qū)的氣候條件，本課題將甘肅省民勤縣一棟120m2單體磚混建筑改造成了太陽能建筑，并以此建筑為參考，實驗研究了參考建筑的室內(nèi)熱環(huán)境，數(shù)值模擬了以磚混、鋼筋混凝土或土

2、坯為墻體材料、以聚苯板為保溫材料時太陽能建筑室內(nèi)熱環(huán)境，對比室內(nèi)熱環(huán)境模擬結(jié)果，獲得了保溫前后參考建筑的節(jié)能性能，主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　1.太陽能建筑在單體磚混結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了80mm厚的聚苯板保溫和6組40支豎管式全玻璃真空太陽能集熱器，采暖能量主要來自于太陽能集熱器，不足部分由燃煤鍋爐補充。冬季太陽能建筑室內(nèi)熱環(huán)境實驗研究表明，在西北冬季低溫環(huán)境下，室外溫度變化區(qū)間為-7℃-0℃時，室內(nèi)溫度符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)室外溫

3、度低于-7℃甚至降至-13℃的時，該建筑的圍護結(jié)構(gòu)仍可使室內(nèi)溫度保持在13~15℃左右，溫度波動小，熱穩(wěn)定性較好。對添加了保溫層的建筑進(jìn)行節(jié)能計算和投資回收期的預(yù)測，得出建筑圍護結(jié)構(gòu)添加了保溫層后節(jié)能率為53.52％，投資回收期為3.22年。
　　2.考慮到目前村鎮(zhèn)建筑的墻體材料的多樣性，本課題進(jìn)而數(shù)值模擬了磚混、鋼筋混凝土或土坯作為墻體材料、80mm聚苯板作為保溫材料時太陽能建筑的室內(nèi)溫度場的分布，結(jié)果表明，在室外環(huán)境溫度為-7

4、℃、室內(nèi)散熱器進(jìn)出口水溫的算術(shù)平均溫度為40℃時，磚混、鋼筋混凝土或土坯的室內(nèi)溫度范圍分別為17-23℃，12-22℃，12-18℃，磚混結(jié)構(gòu)住房室內(nèi)溫度場整體分布符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（14℃），而鋼筋混凝土和土坯建筑的室內(nèi)溫度場分布中有部分區(qū)域溫度低于14℃，從建筑保溫性和室內(nèi)熱舒適度的角度分析，太陽能磚混結(jié)構(gòu)建筑明顯優(yōu)于其他兩種建筑。
　　3.為了兼顧外墻保溫節(jié)能效果和經(jīng)濟性，以120m2單體磚混建筑為參考，使用DeST-h軟件建

5、立模型，對外墻分別敷設(shè)40 mm、60 mm、80 mm厚聚苯板的墻體節(jié)能性能進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析結(jié)果表明在該建筑外圍圍護結(jié)構(gòu)添加保溫層以后建筑保溫效果明顯提升。但是隨著保溫層厚度的增加，負(fù)荷減少的幅度趨于平緩，采用生命周期耗費分析法可確定最佳經(jīng)濟保溫層厚度為60mm。
　　本課題的創(chuàng)新點在于：
　　采用實驗研究和數(shù)值模擬的方法揭示了圍護結(jié)構(gòu)對太陽能建筑室內(nèi)熱環(huán)境的影響。
　　本課題對我國村鎮(zhèn)建筑圍護結(jié)構(gòu)和保溫措施進(jìn)行