夏热冬冷地区住宅窗户节能技术研究

论文摘要

进入二十一世纪,建筑节能逐渐成为我国一项长期而紧迫的战略任务。随着全国各个地区节能规范的出台,建筑设计中各个部位的节能措施正在逐步完善的过程中。窗户由于有着采光通风的功能要求而成为了建筑节能的软肋,也是最需要仔细研究的课题。有关资料显示,窗户是建筑四大围护结构中热工性能最差的部位,就我国夏热冬冷地区目前典型的围护部件而言门窗的能耗约为墙体的4倍、屋面的5倍、地面的20多倍,约占建筑围护结构总能耗的40%～50%。增强窗户的保温隔热性能,减少窗户能耗对提高整个建筑的节能效果具有重要意义。本文为了系统地研究窗户节能问题,首先介绍了国内外及夏热冬冷地区节能现状,以及夏热冬冷地区室内热环境及能耗特点,研究了夏热冬冷地区节能窗的技术背景和政策背景,总结了几十年来国内外窗户节能的发展概况以及发达国家窗户节能所取得的成效,通过实地调查总结了夏热冬冷地区窗户存在的问题,其中最主要的问题是窗户热工性能差。其次,为解决夏热冬冷地区窗户热工性能差的问题,本文从窗户热工学原理入手,研究了窗户传热过程及窗户能耗构成,列举了窗户能耗主要组成部分的计算方法,分析了窗户保温隔热原理,结合窗户能耗的计算公式和窗户保温隔热原理,提出了夏热冬冷地区窗户节能的途径。再次,深入分析了夏热冬冷地区窗户节能的影响因素如建筑朝向、窗墙比、窗户通风、窗户遮阳、窗户气密性,针对各影响因素分别提出了减少夏热冬冷地窗户能耗的方法。最后,利用建筑能耗分析软件分析了不同朝向遮阳设计对建筑能耗的影响,提出了不同朝向的最佳遮阳方式;利用夏热冬冷地区常用住宅节能设计软件得出不同节能窗所对应的建筑能耗,结合窗户成本计算出不同窗户的投资回收期,比较了夏热冬冷地区两种性价比相对较高、值得推广的节能窗;总结窗户节能影响因素的分析和软件模拟结果,提出了夏热冬冷地区窗户节能的设计方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究对象
• 1.1.1 夏热冬冷地区的区域范围
• 1.1.2 夏热冬冷地区的气候特点
• 1.2 论文研究的目的、意义
• 1.3 论文研究的背景
• 1.3.1 我国的能源现状
• 1.3.2 国内外建筑节能发展概况
• 1.3.3 现阶段我国建筑节能水平与发达国家的差距
• 1.3.4 夏热冬冷地区室内热环境及建筑能耗状况
• 1.3.5 夏热冬冷地区建筑节能现状
• 1.3.6 居住建筑节能标准对建筑外窗的要求
• 1.4 论文框架
• 1.5 本章小结
• 第2章 节能窗发展概况
• 2.1 国外节能窗发展
• 2.2 国内节能窗的发展
• 2.3 夏热冬冷地区住宅窗户的发展
• 2.4 夏热冬冷地区窗户存在的主要问题
• 2.5 本章小结
• 第3章 窗户热工学原理
• 3.1 建筑外窗的传热
• 3.2 窗户受到太阳辐射增加的制冷能耗计算
• 3.3 窗户自身传热产生的能耗计算
• 3.3.1 玻璃传热系数计算以及常见玻璃的热工参数
• 3.3.2 窗框的传热系数
• 3.3.3 窗户综合传热系数的计算
• 3.4 窗户空气渗透引起的能耗计算
• 3.5 窗户保温与隔热
• 3.5.1 保温原理
• 3.5.2 隔热原理
• 3.6 窗户节能途径
• 3.7 本章小结
• 第4章 夏热冬冷地区窗户节能的影响因素分析
• 4.1 建筑朝向
• 4.2 窗墙面积比
• 4.3 窗户遮阳
• 4.3.1 外遮阳
• 4.3.2 内遮阳
• 4.3.3 玻璃自遮阳
• 4.4 自然通风
• 4.5 窗户本身热工性能
• 4.5.1 节能玻璃
• 4.5.2 节能窗框
• 4.5.3 窗户的气密性
• 4.6 本章小结
• 第5章 夏热冬冷地区住宅窗户节能设计
• 5.1 不同朝向窗户遮阳形式选择
• 5.2 不同节能窗的经济性对比
• 5.3 夏热冬冷地区住宅窗户节能设计方法
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 致谢