大庆地区农村住宅热环境及节能技术研究

论文摘要

建筑能耗在世界能源消耗中占有较大比例,目前主要发达国家的建筑能耗已占社会总能耗的三分之一以上,我国建筑能耗所占比例也已经接近28%,而该比例的构成主要为城市的建筑消耗。随着我国新农村建设规模的扩大,以及农村居民生活水平的普遍提高,农村居民对居住环境质量提出了更高的要求,今后农村的建筑能耗占我国能源消耗的比例将会有所提升。因此,如何在新农村建筑规模扩大化的前提下维持或降低农村住宅的建筑能源消耗已经成为我国新农村建设所面临的紧迫问题。提高室内热环境质量是农村居民最基本的生活需求,开展建筑节能技术研究是降低建筑能源消耗的基础。如何在提高室内热环境舒适度的同时有效地控制建筑能耗,是今后农村住宅改造及实现可持续发展战略需要面临的关键问题。影响农村住宅室内热环境的因素较多,本文结合大庆地区农村住宅围护结构和气候的特点,对围护结构和冬季采暖方式等主要影响因素进行分析,为当地新农村建设中住宅围护结构节能和热环境改造提供依据。本文建立了大庆地区农村住宅围护结构的非稳态传热计算模型,给出当地1月份的室外综合温度,并分析在室外综合温度作用下墙体材料、屋面坡度及窗墙比对围护结构传热过程的影响特性。在此基础上,考虑当地住宅和气候特点,建立大庆地区农村住宅的室内热环境模型,利用FLUENT软件分析不同采暖条件下室内热环境情况。根据围护结构传热特性和室内热环境特点,提出了农村住宅改造的措施,并采用模拟方法计算出改造前后住宅的围护结构传热量,计算结果表明改造较为有效,取得较好的节能减排效果。通过数值模拟分析围护结构对室内热环境的影响,为今后农村住宅围护结构节能技术改造提供依据,同时本文所做研究对大庆地区农村住宅的设计具有一定指导意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 0.1 研究目的及意义
• 0.2 农村住宅热环境和节能技术
• 0.2.1 住宅热环境研究
• 0.2.2 农村住宅节能技术
• 0.2.3 热环境分析方法
• 0.3 本文主要研究内容
• 第一章 墙体及屋面结构传热特性分析
• 1.1 墙体及屋面传热数学模型
• 1.1.1 传热控制方程
• 1.1.2 墙体及屋面的边界条件
• 1.1.3 室外综合温度的计算
• 1.2 墙体传热模拟
• 1.2.1 墙体模型及热工参数
• 1.2.2 墙体非稳态传热特性
• 1.3 屋面结构的传热分析
• 1.3.1 屋面物理模型
• 1.3.2 模拟结果及分析
• 1.4 本章小结
• 第二章 窗墙比对围护结构传热的影响
• 2.1 窗户传热模型
• 2.1.1 窗户通过导热传递到室外的热流
• 2.1.2 冷风渗透耗热量
• 2.1.3 太阳辐射透射得热量
• 2.2 不同窗墙比窗户当量热流密度计算
• 2.3 窗墙比对围护结构传热影响
• 2.4 小结
• 第三章 住宅采暖方式对室内热环境影响
• 3.1 室内热环境模拟理论基础
• 3.1.1 Boussinesq假设
• 3.1.2 浮力驱动流动与自然对流
• 3.2 室内热环境的数学模型
• 3.2.1 湍流模型
• 3.2.2 热辐射模型
• 3.3 采暖房间热环境分析
• 3.3.1 模拟条件
• 3.3.2 室内热环境模拟结果及分析
• 3.4 小结
• 第四章 大庆地区农村住宅节能技术探讨
• 4.1 农村住宅热环境模型
• 4.1.1 农村住宅建筑能耗分析
• 4.1.2 大庆地区住宅模型
• 4.2 改造前后模拟分析
• 4.2.1 模拟方案
• 4.2.2 模拟结果分析
• 4.3 农村住宅节能措施探讨
• 4.3.1 墙体材料
• 4.3.2 窗户
• 4.3.3 采暖方式
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 论文摘要