川西高原生态建筑被动采暖技术研究

论文摘要

在当今世界能源日益短缺的情况下,可持续发展己经成为建筑设计的主要理念。将太阳能技术应用于建筑,并与建筑一体化的新型太阳能建筑在能源、环境和经济的可持续发展进程中将起到重要的作用,以利用太阳能为主发展绿色环保型建筑将成为未来建筑业的流行趋势。本文在全面分析川西高原地区的气候特征、能源现状及建筑热工性能现状的基础之上,对川西高原地区利用太阳能采暖的必要性、可行性及意义进行了分析。通过对影响太阳能建筑热过程的各种因素进行全面的理论分析,在此基础上确定了描述太阳能建筑热过程所需要的主要数学物理模型。并对目前国内外常用的动态能耗模拟软件进行分析比较,并引用了相关文献的例子程序间对比验证了EnergyPlus的可靠性,确定了适合本文的动态能耗模拟软件EnergyPlus。通过对国内外室内热舒适性标准的总结和分析,确定了川西高原被动太阳能建筑室内热舒适性标准。结合中国建筑西南设计院承担的四川藏区牧民定居点建筑设计的工程项目以及现场的配合协商,建立高原节能建筑计算模型,并对外窗非定常热工参数进行分析,即在新型保温节能窗的应用基础上,对窗墙面积比、外窗类型、外墙传热系数、外墙材料的不同排列次序以及天窗活动保温板厚度等影响被动太阳能建筑设计的因素进行了动态模拟研究,最终确定该工程项目应采用的最佳生态建筑被动采暖方案。最后,通过对川西高原地区被动式太阳能建筑与气候关系的研究,从被动式太阳房设计气象参数的分析入手,应用综合分析的原则,提出采用综合气象因素SDM、区划指标SMM作为评价指标,并采用中国建筑热环境分析专用气象数据集的气象数据对川西高原地区太阳能资源进行区划,为川西高原地区开展被动式太阳房建筑方案设计进行正确决策提供参考和建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的来源与题目
• 1.1.1 课题的来源
• 1.1.2 课题的名称
• 1.2 课题的研究目的和意义
• 1.3 国内外研究现状及发展趋势
• 1.3.1 太阳能建筑国外研究现状及发展趋势
• 1.3.2 太阳能建筑国内研究现状及发展趋势
• 1.4 本课题的主要研究内容及技术路线
• 2 太阳能建筑热过程的理论研究
• 2.1 建筑热过程的数学模型
• 2.1.1 非透明围护结构热平衡方程
• 2.1.2 透明围护结构热平衡方程
• 2.1.3 室内空气热平衡方程
• 2.2 建筑动态能耗模拟软件的选择
• 2.3 本章小结
• 3 川西高原被动太阳能建筑动态设计研究
• 3.1 川西高原地区主要气候特征
• 3.2 太阳能建筑概述
• 3.3 川西高原太阳能建筑室内热环境评价标准
• 3.4 川西高原生态建筑动态设计研究
• 3.4.1 生态建筑定义
• 3.4.2 工程项目概况
• 3.4.3 生态建筑的确定
• 3.4.4 生态建筑计算模型及其热工参数
• 3.4.5 川西高原可调节围护结构生态建筑优化设计
• 3.5 生态建筑现场
• 3.6 本章小结
• 4 川西高原被动式太阳房气候分区研究
• 4.1 川西高原被动式太阳房可利用的太阳能资源概况
• 4.2 被动式太阳房设计用气象参数
• 4.2.1 度日值DD 的计算及基础温度的选取
• 4.2.2 实侧垂直南向面总日射月平均日辐照量的计算
• 4.3 被动式太阳房气候分区指标的建立
• 4.3.1 采暖时间的界定
• 4.3.2 太阳能采暖节能气候区划指标
• 4.4 被动式太阳房气候分区
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间学术论文及科研情况
• 致谢