新型乡村节能住宅研究及能耗分析

论文摘要

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。

论文目录

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