夏热冬冷地区居住建筑节能设计

目前,节能与环保问题成为全世界关注的重要议题,无论是工业发达国家还是发展中国家,建筑能耗都是困扰国家或地区经济发展的重要障碍之一。对我国而言,人口众多,能源相对缺乏,而且随着人们居住水平的不断提高,建筑面积快速增长,由此带来的能耗的比重将越来越大。鉴于此,本文对夏热冬冷地区居住建筑节能设计进行了探讨。     

夏热冬冷地区居住建筑屋顶保温方案研究

屋顶保温是建筑保温的重要组成部分,屋顶的保温主要靠保温层来实现。用作屋顶保温层的材料种类繁多,屋顶构造做法也千变万化,每种做法各有优缺点。通过对各种保温屋面进行节能分析,得出每种保温方案的适用范围。     

夏热冬冷地区非采暖空调建筑室内热环境行为适应性

为了研究夏热冬冷地区非采暖空调建筑室内人们的行为适应性,于2008-10-2010-08对夏热冬冷地区重庆、武汉、南京3个城市的非采暖空调住宅建筑进行热环境现场测试和热感觉问卷调查。通过分析人们对室内热环境的评价,得到3个城市80％居民可接受的夏季室内温度的上限值分别为28.9,29.0和29.6℃;冬季室内温度下限值分别为13.9,14.1和14.3℃。通过统计分析居民的行为调节方式,认为该地区人们通过有规律地增减服装的手段来适应温度的变化,而开窗和使用电风扇是该地区居民用来改善夏季高温环境的有效适应性行为方式。     

夏热冬冷地区村镇住宅室内热环境的改善措施

通过对夏热冬冷地区气候特征、村镇住宅热工质量的分析,并根据村镇住宅自身的特殊性,提出了有利于冬季保温、夏季防热的热环境质量的措施。     

夏热冬冷地区居住建筑能耗分析

夏热冬冷地区居住建筑室内热环境质量差,采暖降温空调的耗电量大,空调能源利用率低。     

夏热冬冷地区某教学楼夏季热环境模拟分析

高校是人员密集的场所,占地广,对高校建筑进行有效节能可以改善校园小气候、保护生态环境、节约建设能源消耗并降低校园的维护成本．该教学楼地处夏热冬冷地区,教学楼建成以后,由于大面积使用排窗,和对室内舒适度考虑欠佳,造成夏季过热,本研究通过实地测量,并以此作为初始边界条件,利用CFD软件模拟了改教学楼的室内外风环境、热环境、室内的热舒适指标（PMV—PPD）,通过模拟发现,该教学楼室内环境存在一定的缺陷,通过总结分析,为教学楼的生态绿色改造提供参考,利用高校是科学研究的前沿阵地与其独特的资源优势和社会认同度,可以成为建筑节能的示范与榜样,起到引导和推动建筑节能向全社会推广．     

外墙热桥处理型内保温在夏热冬冷地区居住建筑设计中的应用

外墙体占建筑围护结构的比重较大,是建筑围护结构节能设计的关键部位。通过对夏热冬冷地区居住建筑外墙采用热桥处理型内保温设计,应用在孝感某居住小区的高层住宅建筑设计中,取得了良好的节能效果和经济效益。     

送风速度对夏热冬冷地区办公室供暖效果的影响

夏热冬冷地区在空调系统设计中一般以夏季工况为主,故可能造成冬季供暖能耗浪费且室内温度无法满足人体热舒适要求.针对上海一实际办公室在不同送风速度下对冬季室内热环境进行了实测.实测结果表明:夏热冬冷地区建筑窗墙面积比过大和送风参数的不当设置,使送风热量难以到达人员所在空间,导致室内上部与下部空间温差过大和加热过程中存在能源浪费.尽管提高送风速度不能彻底解决人体头-足温差过大的问题,但可以减小因温度分布不均匀造成的热负荷增加量,改善人体热舒适和实现节能效应.     

夏热冬冷地区相变外墙房间夏季舒适性研究

以典型的夏热冬冷地区气候条件为例,建立焓法数学模型计算相变传热过程,并通过实验证明数学模型的可行性。用数学模型计算相变石膏板放置于建筑外墙对室内温度的影响,对比普通房间进行分析。结果表明,外墙使用相变石膏板的房间温度波动小于普通房间,结合经济型考虑,当相变石膏板相变温度为28℃、相变潜热为80 kJ/kg时,房间的舒适性最佳。     

夏热冬暖地区居住建筑室内热舒适性研究

针对亚热带气候条件下广州气候特征导致的几个城市环境问题,根据室内热舒适性评价的计算公式,在相关简化条件下,计算出不同温度和湿度环境条件下的PMV-PPD指标;同时根据热环境评价理论进行了夏热冬暖地区热湿环境的主观评价调查问卷,根据问卷调查结果,分析了夏热冬暖典型城市———广州居民对居住环境的主观感受;最后通过实验测定广州地区室内外干湿球温度、围护结构表面温度、平均辐射温度等参数,根据实验所测参数对室内热舒适状况进行了定量对比分析。为改善和提高室内居住热舒适性提供实验依据。     

夏热冬冷地区室外广场空间冬季热舒适研究

随着城市发展及居民室外活动时间不断增多,良好的室外空间环境及热舒适性对居民身心健康具有重要影响。针对关注较少的冬季室外环境热舒适问题,以夏热冬冷地区的重庆三峡广场为例,基于冬季热环境实测和热舒适问卷调查,利用Rayman软件计算PET（生理等效温度值）作为热舒适评价参数,建立TCV（热舒适投票值）、TSV（热感觉投票值）与PET的函数关系式,得到不同室外环境空间的冬季热舒适范围,提出适用于夏热冬冷地区的冬季综合舒适度评价模型。研究成果可为完善夏热冬冷地区的室外热舒适研究提供基础数据参考。     

夏热冬冷地区居住建筑屋顶保温层最佳厚度分析

考虑太阳辐射对屋顶传热影响及空调采暖设备全天和夜间2种运行模式,采用等效空调和采暖度时数计算空调采暖能耗。在此基础上应用P1-P2经济性模型和全生命周期理论对夏热冬冷地区上海、长沙、韶关和成都居住建筑不同外表面颜色典型屋顶的4种保温层最佳厚度进行研究,并对采用最佳厚度保温层时的生命周期总投资、净收益及回收周期进行计算。研究结果表明:保温层最佳厚度由大到小依次为胶粉聚苯颗粒、膨胀聚苯乙烯、无机保温砂浆、挤塑聚苯乙烯;空调采暖设备全天运行时,4种材料保温层厚度为85~161 mm,生命周期总投资为125.4~251.4元/m2,净收益为363.9~787.3元/m2。与之相比,空调采暖设备在夜间运行时保温层最佳厚度、生命周期总投资和净收益分别减小约21%,16%,40%。     

寒冷地区被动房冬季室内热舒适评价模型

关于热舒适的研究主要针对空调房间,而被动房主要通过被动技术来保证室内环境舒适,为研究寒冷地区被动房冬季的热环境状况,了解被动技术对热舒适的影响,选取天津地区某被动房为实验对象,分为供暖和无供暖工况,通过室内环境测试及问卷调查,得到每种工况下的实际热感觉投票值TSV,数据拟合后对比TSV模型与PMV模型,对偏差较大的无供暖工况下原始热舒适预测模型进行修正,最终得到适用于寒冷地区被动房供暖与无供暖工况下的热舒适评价模型。结果表明,无供暖工况下,有44%的人希望温度升高,单纯通过被动技术无法完全满足寒冷地区被动房冬季热舒适,但无供暖工况下,比预测可接受温度下限降低1.93℃,用户对热环境的适应性强,可以适当延长过渡季时间。     

基于PMV指标的室内环境热舒适度控制器设计

针对目前室内热环境调节缺少合理控制方法的问题,本文在分析温度、湿度、风速和平均辐射温度四个热环境参数对PMV指数影响的基础上,基于人体舒适度模型的模糊控制,将嵌入式ARM9芯片作为主控制芯片,结合无线传感网络,设计了一种室内舒适度控制器,并阐述了其系统构成与决策方法。该控制器不仅布设方便,而且能够在保证人体室内舒适度的情况下,减少调节室内热环境过程中带来的能耗。     

夏热冬冷地区CL墙板混凝土层厚度分析

CL结构是一种新型的复合剪力墙结构体系,它集保温隔热等优势于一身,符合建筑节能减排的要求。通过对几组不同厚度的CL墙板进行热工指标的计算,在满足建筑节能设计规范的条件下,得出该体系中混凝土板的最佳厚度。并通过分析研究找到CL墙板的节能构造措施,找出CL墙板的合理构造层次,为今后的CL结构体系应用提供一定的参考数据和节能措施。     

夏热冬冷地区相变石膏板相变特性的模拟

基于焓法数值模型,利用Fluent软件模拟定形相变石膏板(PCP)在不同保温位置及不同相变温度时传热的热流密度及内表面温度情况,分析适用于夏热冬冷地区PCP的参数、不同相变温度与放置位置对外墙的隔热性能的影响。结果表明:相变材料最适宜的相变温度为27℃,在此相变温度下,同一时刻的内、外侧位置的内表面最大温差为0.9℃;相变温度为27℃的墙体比普通墙体约节能27.6%,此时相变材料潜热利用率为38.7%。     

双层定型相变墙体的优化组合

与单层定型相变墙体相比,双层定型相变墙体依靠两层相变材料的潜热吸收和释放,可实现对室外冷热量的有效控制,发挥更加显著的改善室内热环境的作用。本文基于相变传热特性数值模拟的显热容法,以课题组近年来新制备的四种不同相变温度和潜热的定形相变材料为保温基材,构建具有两种不同相变保温层的双层相变蓄热墙体,建立双层定型相变墙体传热数值模型并利用COMSOL Multiphysics数值分析软件求解,针对夏热冬冷与严寒地区使用双层相变墙体的温度控制效果进行模拟,对双层定型相变墙体的传热过程及控温效果的影响因素进行分析,为优化双层定型相变墙体的组合形式提供参考。     

皖南民居夏季热环境实测分析

通过对几座代表性皖南民居夏季室内热环境的现场详细测试以及室内外气温的连续监测 ,澄清了一些错误看法 ,如认为民居高大空间内温度分层明显 ,以及“冷巷”空气可被用于室内降温等 ;此外 ,结合天井、屋檐、屋顶等建筑细部处理的特点以及测试结果 ,指出遮阳是皖南民居设计中优先考虑的问题 ,自然通风设计则作为辅助手段加以考虑。     

夏热冬冷地区办公建筑外围护结构优化组合

为合理设计建筑外围护结构,有效调整各朝向房间围护结构得热峰值时间,本研究结合计算机仿真模拟与正交试验方法,提出了一种针对夏热冬冷地区办公型建筑围护结构得热调峰优化策略。首先,建立了办公型建筑能耗仿真模型。然后,通过正交试验方法对建筑参数进行显著性分析,在此基础上得出调峰优化设计方案,并进行经济性分析。最后,通过实验台实测数据对结论的准确性进行验证。结果表明：不同朝向房间受遮阳种类、窗墙比、外墙材质等因素的影响程度有所差异;合理利用遮阳设施,设置合适窗墙比和窗户类型,能够改变房间得热峰值出现的时间和大小;建筑经该策略优化后相比于原有建筑围护结构组合经济效益良好,可降低4.9%~23%房间空调季平均冷负荷。可见该优化方法具有实际运用效果,能有效降低建筑能耗。     

夏热冬冷地区绿化屋顶节能与生态效益研究

【目的】研究夏热冬冷地区绿化屋顶的节能效益,分析包括固碳释氧、空气净化、水源涵养和节能减排4个方面的生态效益。【方法】以无锡地区有无绿化的屋顶为研究对象,对比绿化屋顶的保温隔热及节电效果,并进行屋顶绿化生态效益的量化分析。【结果】在冬季,绿化屋顶内、外表面平均温度比非绿化屋顶分别高2.5 ℃和5.5 ℃,通过屋顶的热流相对减少36.4%,绿化房间空调日平均节电量为0.90(kW·h); 在夏季,绿化屋顶内、外表面平均温度比非绿化屋顶分别低3.1 ℃、5.6 ℃,通过屋顶的热流相对减少48.6%,日平均空调节电量为4.23(kW·h)。计算可得,绿化屋顶每年可节约空调用电量15.39(kW·h)/m²; 佛甲草屋顶绿化可创造的固碳释氧效益为1.887元/(m²·a),净化空气效益为2.45×10^-2元/(m²·a),涵养水源效益为0.957元/(m²·a),节能效益可达到12.875元/(m²·a),减排效益达9.613元/(m²·a),综合生态效益是25.357元/(m²·a),动态投资回收期为7 a。【结论】屋顶绿化在冬季可提高屋顶内外表面温度,在夏季降低屋顶内外表面温度,减少通过屋面的热流,达到保温隔热和降低空调能耗的节能效果。屋顶绿化的生态效益显著,投资回收期短,应予以政策鼓励和支持。