采暖居住建筑等热流保温体系优化研究

论文摘要

我国北方集中采暖地区,城镇居住建筑采暖能耗量占建筑总能耗量的40%左右,由外墙引起的采暖能耗占采暖总能耗的比例较大,合理的外墙保温构造对减小建筑采暖能耗意义重大。我国于2010年8月1日正式颁布了《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-2010,标准中首次提出了外窗的传热系数限值需要根据不同朝向的窗墙比来确定,但是建筑外墙的传热系数限值仍然是以地区划分,不同朝向的外墙传热系数不加以区分。我国集中采暖地区幅员广阔,各地太阳辐射差别较大,尤其是太阳能资源富集的拉萨、西宁等地区,采暖建筑不同朝向接收太阳能辐射量不同造成南北向外墙的传热量的不同,势必导致南北向房间热环境差异。等热流保温构造是解决该问题的有效措施,本文通过研究确定了我国北方集中采暖地区典型城市的等热流保温体系外墙传热系数限值,供建筑保温设计参考。以我国各地气象站的实测数据为基础,并考虑夜间大气长波辐射对外墙传热的影响,由典型气象年数据计算出我国北方集中采暖地区几个典型城市建筑不同朝向的室外综合温度。然后根据等热流传热理论计算得出不同城市各朝向外墙传热系数的比例关系。本文对等热流保温体系的研究是在满足现行节能规范下进行的,耗热量相等是研究围护结构传热系数限值的前提,本文根据等耗热量理论给出了确定等热流保温体系外墙传热系数限值的稳态与非稳态方法。使用能耗模拟软件对建筑耗热量及基础室温进行数值模拟,以建筑标准层采暖季累计耗热量为考核指标,确定了不同地区多层及高层建筑等热流保温体系外墙传热系数的限值,并分析了等热流保温体系外墙构造方式对建筑南北向房间冷热不均现象的改善程度。该研究提供了等热流保温构造的理论研究方法,对将来居住建筑节能设计及具体施工方案提供了理论参考,具有指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 我国采暖居住建筑的节能形势
• 1.1.2 我国采暖居住建筑外墙传热系数限值的发展状况
• 1.2 建筑围护结构传热机理研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 存在的问题
• 1.4 本文的主要研究内容、目的和意义
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 研究目的和意义
• 2 等热流保温原理
• 2.1 外墙等传热系数保温原理
• 2.2 外墙等热流保温原理
• 2.3 综合温度
• 2.3.1 外墙外表面的热平衡方程
• 2.3.2 室外综合温度计算式
• 2.3.3 不同地区室外空气综合温度
• 2.4 等热流保温体系外墙传热系数限值的确定方法
• 2.4.1 等热流保温体系外墙传热系数比值
• 2.4.2 等热流保温体系外墙传热系数限值的确定
• 2.5 整面围护结构的等热流保温原理
• 2.6 本章小结
• 3 采暖居住建筑热工模型的建立
• 3.1 有限厚度围护结构传热
• 3.1.1 外墙
• 3.1.2 内墙
• 3.1.3 屋顶
• 3.1.4 地面
• 3.2 薄壁围护结构的传热
• 3.2.1 外门窗
• 3.2.2 内门窗
• 3.3 室内热平衡方程
• 3.4 本章小结
• 4 等热流保温体系外墙热工性能分析
• 4.1 模拟条件
• 4.1.1 模拟地点的选取
• 4.1.2 建筑模型
• 4.1.3 热工参数
• 4.1.4 建筑内扰及通风作息的设置
• 4.2 采暖季累计耗热量模拟结果
• 4.3 等热流保温体系外墙传热系数限值的确定
• 4.3.1 哈尔滨地区
• 4.3.2 北京地区
• 4.3.3 西安地区
• 4.3.4 西宁地区
• 4.3.5 拉萨地区
• 4.4 等热流保温体系房间基础室温
• 4.5 本章小结
• 5 结论
• 5.1 本文研究工作的结论
• 5.2 尚需完善的研究工作的建议
• 致谢
• 参考文献
• 图表目录
• 硕士研究生学习期间论文发表和主要参与研究工作