既有居住建筑围护体系节能改造适宜性技术研究 ——以西安地区为例

论文摘要

随着我国经济的快速发展,人民的居住水平不断提高。目前,我国已经成为世界存量住房面积最大的国家。然而,与世界先进国家相比,我国居住建筑的能耗状况不容乐观。大量的既有居住建筑缺乏节能措施,建筑围护结构保温隔热性能差、供暖设备系统效率低,从而导致采暖和制冷能耗浪费严重。对于我国这样一个人均能源储量极低的国家,能否有效的降低既有居住的能源浪费,已经成为保障我国可持续发展的重要环节。本文针对既有居住建筑围护结构的节能改造,引入“适宜性技术”概念,即强调节能改造技术必须充分考虑影响室内热环境各因素之间的相互作用关系,通过对各种影响因素的综合分析,设计出最为“适宜”的改造方案,而不是片面的追求对各种高技术材料的应用。本文首先对既有居住建筑围护体系节能改造适宜性技术理论进行了全面阐述,指出室外环境、室内热扰、房间通风和空调运行方式是围护结构节能设计中必须综合分析的关键因素,进而引入计算机能耗模拟技术作为分析方法,并阐述了建立能耗计算模型时所需相关参数的取值方法。基于上述研究,从而初步建立了一套综合利用现场测试、问卷调研、计算机模拟分析、构造优化设计等多种科学手段的既有居住建筑围护结构节能改造适宜性技术应用体系。接着本文以西安市某住宅作为目标,对既有居住建筑围护结构节能改造适宜性技术进行了应用实践。在对该住宅进行室内环境测评与围护结构能耗分析中发现,西安地区既有居住建筑室内热环境差,围护结构能耗高,节能改造潜力巨大。此外,通过对西安地区人居生活模式的统计调查,获得了西安地区居住住户室内人体发热量、电器发热量、空调运行模式等相关参数,建立了适宜西安地区的建筑能耗分析模型。接着,通过对目前围护结构节能改造措施的总结分析,设计出了多种节能改造组合方案,进而利用计算机模拟技术,对不同组合方案的节能效果进行了模拟评估,并结合改造成本进行了方案的性价比分析,从而确定了最佳的改造方案。最后,对所选方案进行了深化设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 论文研究背景
• 1.1.1 我国既有建筑能耗现状
• 1.1.2 我国建筑节能标准及发展规划
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 围护结构与建筑节能的关系
• 1.2.2 既有建筑围护结构能耗模拟分析
• 1.2.3 既有建筑节能改造基本要求
• 1.2.4 既有建筑围护结构的改造措施
• 1.2.5 存在的问题
• 1.4 本文的研究目的和意义
• 1.4.1 本文研究的目的
• 1.4.2 本文研究的意义
• 1.5 本文的研究方法
• 1.6 本文的内容及研究构架
• 2 既有建筑围护体系节能改造适宜性技术理论研究
• 2.1 "适宜性技术"概念的导入
• 2.1.1 "适宜性技术"的由来
• 2.1.2 "适宜性技术"在围护结构节能改造中的意义
• 2.1.3 围护结构节能改造中的"适宜性因子"分析
• 2.2 "适宜性技术"的实现方法——建筑能耗模拟技术
• 2.2.1 建筑能耗模拟的意义
• 2.2.2 模拟软件的选择
• 2.3 "适宜性技术"的应用体系
• 2.3.1 建筑室内热环境测试
• 2.3.2 围护结构的能耗分析
• 2.3.3 能耗分析模型的建立
• 2.3.4 围护结构节能改造热工方案的设计
• 2.3.5 围护结构节能改造热工方案的选择
• 2.4 小结
• 3 西安地区既有居住建筑现状分析
• 3.1 西安地域居住环境特征
• 3.1.1 西安地区地理特征
• 3.1.2 西安地区气候特征
• 3.1.3 西安地区生活能源供给状况
• 3.2 西安地区既有建筑围护结构现状
• 3.2.1 非透明结构
• 3.2.2 透明结构
• 3.3 西安地区建筑节能标准现状
• 3.4 西安地区某居住建筑冬季室内热环境实测分析
• 3.4.1 测试建筑的选取
• 3.4.2 测试系统的安装
• 3.4.3 测试数据分析
• 3.5 西安地区某居住建筑围护结构耗热量指标测算
• 3.5.1 主要评价指标
• 3.5.2 评价指标的计算方法
• 3.5.3 评价标准
• 3.5.4 能耗指标测算
• 3.6 小结
• 4 西安地区人居生活模式研究
• 4.1 调研的内容
• 4.2 调研的方法
• 4.2.1 各房间人员逐时数量的统计
• 4.2.2 各房间电器逐时运行时间的统计
• 4.3 样本构成分析
• 4.4 室内标准工况
• 4.4.1 室内人体发热量逐时工况
• 4.4.2 室内照明及电器发热量逐时工况
• 4.4.3 空调使用工况
• 4.5 小结
• 5 围护结构节能改造构造方案分析
• 5.1 外墙节能改造构造方案
• 5.1.1 外墙节能改造方法
• 5.1.2 外墙内保温做法与外保温做法比较
• 5.1.3 保温材料的选择
• 5.1.4 外墙外保温技术方案
• 5.2 外窗节能改造构造方案
• 5.2.1 外窗改造原则
• 5.2.2 外窗节能改造技术方案
• 5.3 屋面的节能改造构造方案
• 5.3.1 正置式节能改造
• 5.3.2 倒置式节能改造
• 5.3.3 屋面绿化
• 5.3.4 平改坡
• 5.4 小结
• 6 西安地区围护结构节能改造方案的模拟分析
• 6.1 建筑模型的建立
• 6.1.1 建筑形体模型参数
• 6.1.2 室外气象条件
• 6.1.3 室内热扰的设定
• 6.1.4 空调使用工况
• 6.2 模拟方案设计
• 6.3 方案节能性分析
• 6.3.1 外墙节能性能分析
• 6.3.2 外窗节能性能分析
• 6.3.3 最优方案确定
• 6.4 改造方案的深化设计
• 6.4.1 墙体改造深化设计方案
• 6.4.2 屋顶改造深化设计方案
• 6.5 小结
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献
• 图录
• 表录
• 附1 西安地区室内人居热环境及调节模式调查问卷
• 附2 住宅室内发热状况调查问卷
• 附3 照明灯具和电器设备工况调查