中国农村被动式太阳能供暖适宜性区划研究

发布时间：2020-08-07 23:11

【摘要】：被动式太阳房作为绿色节能供暖手段在世界被广泛使用,在我国历史上,各地民居的设计建造都有利用这一原理,但我国对于被动式太阳房的规范化、系统化的研究却起步较晚,对于如何规范化地指导各地人民利用被动式太阳能技术方面的研究还不多,针对被动式太阳房在我国农村的推广的指导规范更是没有。本文针对我国农村被动式太阳房供暖适宜性区划这一问题,应用综合评价的方法,探讨了农村被动式太阳房适宜性区划的影响因素,建立了农村被动式太阳房适宜性评价的指标体系,并对全国农村地区进行被动式太阳房适宜性区划。首先,本文总结了目前国内外被动式太阳房的研究现状,以及国内被动式太阳房的区域规划现状,根据被动式太阳房的供热原理和设计要求,在理论层面探讨了被动式太阳房区域适宜性评价的影响因素,将其归为两个方面,分别是技术方面和社会经济方面的影响因素,其中技术方面的影响因素又可分为自然因素和太阳房的设计结构因素。根据分析得到的影响因素,本研究决定采用De ST-h软件进行建模计算,进而选定被动式太阳房区域适宜性评价指标。在总结了大量全国各地现有农村住宅布局和围护结构的调研报告后,结合各地农宅的实际状况,建立适合各建筑气候区的被动式太阳房模型,计算得到各地区太阳房的全年累计热负荷和室内基础温度,依据此计算结果,分别从供暖的需求性,被动式太阳房的热舒适性,被动式太阳房的经济节能性三个方面,分析得到四个被动式太阳房区域适宜性评价指标,分别为最冷月和最热月平均温度、夏半年不舒适天数、冬半年舒适天数增加天数、投资回收年限。接下来,根据得到的指标,选择适宜的评价方法,建立被动式太阳房区域适宜性评价指标体系,并对各地区进行农村被动式太阳房区域适宜性评价,分析各地区农村建造被动式太阳房的适宜性,给出被动式太阳房的设计建议。最后,根据农村被动式太阳房评价体系,计算各地区的被动式太阳房区域适宜性评价指标,对各地区进行被动式太阳房区域适宜性规划,给出全国被动式太阳房区域适宜性规划图,将本研究结果与其他研究者的被动式太阳房区域规划图进行对比分析,并对本研究得到的区划结果进行评价。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU832;TU18
【图文】：

图 3-1 各代表城市全国地理位置分布图建筑模型的建立1）对比房模型的建立先建立对比房模型。作为被动式太阳房模型的参照，对比房应尽量贴近住宅，因此需要对现有农村住宅进行大量实地考察。本文在参考了多篇地农村住宅布局、形态、围护结构的调查文献后[30-72]，对我国现有农村结构特点有了大致的了解。对全国各地区农村现有住宅的围护结构和建筑布局的调研情况看，各地宅形态融合了本地自然气候特点，差异较大，由于农村住宅多为本户人施工队修建，即使同一地区，由于经济条件不同，不同人家住宅也可能异。为了简化模型，本课题建立全国统一被动式太阳房对比房模型，而不同气候区与农村住宅的差异性，不同建筑气候区域对比房围在护结构地区现有农村住宅进行调整。对比房建筑长 12.9m，进深 7m，净高 3m，

结构简单直接的特点，但由于增大开窗面积会导致室内温差波动较大，夜间热量散失较大的问题，因此需要保证围护结构的蓄热性能。我国农村住宅多为独栋且多为低层，而农村经济水平普遍较低，因此采用直接受益式和附加阳光房式结合的被动式太阳房更具有空间利用价值和经济价值。本次被动式太阳房具体模型见图 3-3。被动式太阳房模型在对比房的基础上，增大东西两侧卧室南向外窗面积，使之成为直接受益式太阳房，同时在南向客厅则增加附加阳光房，使之成为附加阳光间式太阳房，称为被动式太阳房模型 I。但考虑到附加阳光间容易导致夏季过热，图 3-2 的被动式太阳房模型不一定适用于所有建筑气候区，因此，创建被动式太阳房模型 II，它在被动式太阳房模型 I 的基础上，客厅不采用附加阳光间，而是增大南向开窗面积，使客厅成为直接受益式被动太阳房，其余设置和被动式太阳房模型 I 一样，从建筑平面图上看，被动式太阳房模型 II 的布局与对比房模型一样。对于被动式太阳房模型的围护结构，由于被动式太阳房对围护结构传热、蓄热性能要求较高，本文参考《农村居住建筑节能设计标准》（GB/T 50824-2013）中各建筑气候区外围护结构做法，对被动式太阳房外围护结构进行调整。

结构简单直接的特点，但由于增大开窗面积会导致室内温差波动较大，夜间热量散失较大的问题，因此需要保证围护结构的蓄热性能。我国农村住宅多为独栋且多为低层，而农村经济水平普遍较低，因此采用直接受益式和附加阳光房式结合的被动式太阳房更具有空间利用价值和经济价值。本次被动式太阳房具体模型见图 3-3。被动式太阳房模型在对比房的基础上，增大东西两侧卧室南向外窗面积，使之成为直接受益式太阳房，同时在南向客厅则增加附加阳光房，使之成为附加阳光间式太阳房，称为被动式太阳房模型 I。但考虑到附加阳光间容易导致夏季过热，图 3-2 的被动式太阳房模型不一定适用于所有建筑气候区，因此，创建被动式太阳房模型 II，它在被动式太阳房模型 I 的基础上，客厅不采用附加阳光间，而是增大南向开窗面积，使客厅成为直接受益式被动太阳房，其余设置和被动式太阳房模型 I 一样，从建筑平面图上看，被动式太阳房模型 II 的布局与对比房模型一样。对于被动式太阳房模型的围护结构，由于被动式太阳房对围护结构传热、蓄热性能要求较高，本文参考《农村居住建筑节能设计标准》（GB/T 50824-2013）中各建筑气候区外围护结构做法，对被动式太阳房外围护结构进行调整。

【参考文献】

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本文编号：2784653