太陽能建筑非均勻節(jié)能構(gòu)造及熱環(huán)境分析.pdf

1、目前全球能源形式嚴(yán)峻，而我國太陽能資源豐富，發(fā)展利用太陽能對我國可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義，尤其對于建筑節(jié)能意義重大。太陽能建筑可以有效利用太陽能來降低建筑能耗，與此同時還可以通過優(yōu)化太陽能建筑構(gòu)造來改善室內(nèi)熱環(huán)境。
　　太陽能建筑受室外太陽輻射強(qiáng)度影響，不同地區(qū)太陽輻射強(qiáng)度不同，而太陽輻射受太陽方位角和太陽高度角的影響，所以圍護(hù)結(jié)構(gòu)的室外綜合溫度與朝向密切相關(guān)。本文基于外擾朝向差異，根據(jù)我國建筑氣候特點，分別選取了被動式太陽能

2、采暖氣候分區(qū)：最佳氣候A區(qū)、適宜氣候A區(qū)、適宜氣候C區(qū)的代表地區(qū)：拉薩、中衛(wèi)和西安（年累計太陽輻射分別為：71382MJ/m2、58532MJ/m2、4406MJ/m2），通過現(xiàn)場調(diào)研測試，結(jié)合各地區(qū)當(dāng)?shù)剞r(nóng)村居住建筑構(gòu)造特點與農(nóng)民居住生活習(xí)慣，對建筑進(jìn)行功能分區(qū)與室內(nèi)熱環(huán)境分區(qū)設(shè)計。然后利用非均勻節(jié)能構(gòu)造設(shè)計原理，通過理論分析及軟件模擬，對基于外擾朝向差異下的太陽能建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系進(jìn)行了詳細(xì)的研究分析。
　　本論文研究得到的主

3、要成果為：
　?。?）根據(jù)中衛(wèi)和拉薩地區(qū)室內(nèi)熱環(huán)境測試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)囟臼覂?nèi)熱環(huán)境較差，均未達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)中衛(wèi)地區(qū)的實地調(diào)研結(jié)果，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)鼐幼≌邔κ覂?nèi)熱環(huán)境滿意度較差，對于改善冬季室內(nèi)熱環(huán)境有著強(qiáng)烈愿望；計算了西安、中衛(wèi)、拉薩地區(qū)冬至日的室外綜合溫度；確定采暖期室內(nèi)熱舒適指標(biāo)為：南向非邊側(cè)房間平均溫度不低于14℃，晝夜溫差不大于6℃；北向非邊側(cè)房間平均溫度不低于8℃，晝夜溫差不大于6℃；南北外墻壁面溫度差不大于4℃。
　

4、?。?）在實地調(diào)研與文獻(xiàn)分析的基礎(chǔ)上為三個地區(qū)總結(jié)抽象出一個既有建筑模型，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化改造出一個典型建筑模型；根據(jù)非均勻節(jié)能構(gòu)造原理計算三個地區(qū)的非均勻傳熱系數(shù)，確定以 K*S=1.34K*E=1.35K*W=1.49K*N作為典型建筑模型的外墻構(gòu)造選擇基準(zhǔn)；根據(jù)穩(wěn)態(tài)方法計算了典型建筑模型和既有建筑模型在冬至日的傳熱耗熱量，結(jié)果表明西安、中衛(wèi)、拉薩地區(qū)4mm普通塑鋼中空玻璃的南向窗戶均為得熱構(gòu)件，其中拉薩地區(qū)得熱量最大，中衛(wèi)次之，西

5、安最小；相比單玻鋁合金外窗，拉薩地區(qū)南向單位面積外窗可節(jié)能71.432W/m2，中衛(wèi)地區(qū)可節(jié)能80.592W/m2，西安地區(qū)可節(jié)能64.362W/m2。
　　典型建筑模型采用粉煤灰蒸養(yǎng)磚時整個建筑耗熱量僅為既有建筑模型的37.1％（西安）、34.1%（中衛(wèi)）、27.9%（拉薩）；使用粉煤灰燒結(jié)磚時典型建筑的耗熱量僅為既有建筑的34.5%（西安）、31.5%（中衛(wèi)）、24.9%（拉薩）。
　?。?）通過DesignBuilde

6、r軟件計算典型建筑模型的室內(nèi)空氣溫度，發(fā)現(xiàn)南向房間溫度均比北向房間溫度高；典型建筑模型的主臥空氣溫度相對既有建筑模型有明顯提高，其提升值：西安為4℃左右、中衛(wèi)為5℃左右、拉薩為5℃左右。
　　對于主臥和客廳等南向房間，典型建筑的室內(nèi)空氣溫度相比既有建筑有明顯提高；而對于儲物間等北向房間，拉薩地區(qū)典型建筑的室內(nèi)空氣溫度相比既有建筑略有降低，中衛(wèi)和西安地區(qū)典型建筑的室內(nèi)空氣溫度相比既有建筑略有升高。這種主要使用房間溫度的明顯提高和次要