干热干冷气候农村民居围护结构热工性能研究
发布时间：2020-12-22 02:17
建筑能耗不仅与围护结构热工性能相关,还受人的行为模式影响。以我国吐鲁番盆地为代表的干热干冷气候地区夏季炎热干旱,冬季寒冷,围护结构在进行热工设计时需兼顾夏季隔热降温和冬季防寒保温。本文基于课题组在吐鲁番地区进行的关于民居气候适应性设计策略和居民热舒适的现场调研,总结了在满足室内热舒适的前提下,吐鲁番地区农村民居全年使用模式下室内热环境的调节方案;然后利用WUFI PLUS软件对采用该调节方案的典型建筑模型进行全年室内热环境模拟,得到围护结构全年逐时内外边界条件,在此基础上运用WUFI PRO软件对围护结构进行传热数值模拟,将围护结构内表面传热量和内表面温度作为评价指标,研究分析了外墙和屋面保温构造、热惰性指标、传热系数等对节能和室内热舒适的影响。主要结论如下:（1）吐鲁番地区农村民居外墙采用内保温和自保温构造时有利于节能,采用外保温和夹心保温可以在间歇工况下设备关闭后对室内热环境变化起到一定的被动式调节作用,维持室内热环境稳定。（2）传热系数越小越有利于室内热舒适和节能,但是在冬季不采暖工况下,当热惰性指标大于4时,传热系数变化对外墙内表面温度影响不大。（3）全年工况下,热惰性指标变化...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图（作者自绘）
西安建筑科技大学硕士学位论文82.干热干冷气候地区民居现状调研2.1干热干冷气候特点目前世界上最广泛使用的地理气候分类方法之一是Kppen-Geiger气候分类，有赤道，干旱，暖温带，雪和极地等五大气候类型。在此基础上根据年降水量和年平均温度进一步细分，干旱地区根据降水量不同分为沙漠气候和草原气候。KotteK等人[94]在此基础上依据年平均温度是否大于18℃将干旱沙漠气候进一步区分为干旱沙漠炎热气候和干旱沙漠寒冷气候。BecK[95]等人以1km的精度对Kppen-Geiger气候分类未来分布图进行了预测并和现今版本进行了对比。由图2.1可知中国新疆的部分沙漠地带以及吐鲁番盆地是干旱沙漠寒冷气候（BwK）的典型代表。这一地区一方面具有干旱沙漠气候特点，另一方面由于该地区纬度较高，因此冬季气温低，年日平均气温≤5℃的日数约110~180d，兼具寒冷气候的特征。因此这一气候有了“夏季炎热”和“冬季寒冷”的双重特征，而春秋两个季节时间则相对较短。本文将干旱沙漠寒冷气候简称为干热干冷气候。与干热气候建筑主要应对夏季隔热降温、寒冷气候建筑主要解决防寒保暖不同，该地区需兼顾隔热降温和防寒保温。图2.1Kppen-Geiger气候分类世界地图(1980-2016)（图片来源于文献[95]）
西安建筑科技大学硕士学位论文102.2吐鲁番民居现状建筑产生地域性差异的主要原因之一是建筑物应对气候的方式不同，这点在乡土民居中体现的更为明显[7]。吐鲁番当地居民在长期适应自然、气候、地理环境的过程中，创造了极具地方特色并且适应当地气候的民居。从村落选址布局，街巷组织，院落围合方式，到单体建筑内部空间组织，各类建筑材料的应用，无不体现出对适应气候的智慧。本文主要关注民居单体，按照围护结构材料分类，吐鲁番现有民居主要有两种：传统的生土或土木民居，新农村建设中的砖混民居。2.2.1传统生土民居吐鲁番地区干旱少雨，由于生土材料易获得且蓄热性能好，当地传统民居多采用生土材料这类民居的建筑平面既无明确的中轴对称要求，亦无严格的宗教礼法限制，通常根据地形地势围绕主要房间自由向外延伸，空间组织手法灵活多样，富于变化。基于伊斯兰教重视生活私密性及防御干热气候与风沙侵袭的需要，当地民居呈较强的内向型性格，整个住宅围以高大外墙，形成封闭的宅院空间。新疆夏季酷热难耐，民居格外注重户外空间的营造。果园、庭院、外廊、屋面都加以利用，形成了从户外到室内多层次的过渡空间。当地住宅大多都有冬夏用房之分。常见类型有两种，一种是一层的土木平房，见图2.3（a）；另外一种是土木高棚架楼房，见图2.b（c）。具体空间特征分析见表2.1。吐鲁番生土民居院墙和建筑外墙厚度通常在500-600mm，甚至可达700mm，内墙厚度通常也在300mm左右。墙体做法通常有三类：直接开挖形成的原土墙体，夯土筑成墙体，土坯、土砖砌筑墙体，如图2.4所示。（a）（b）图2.3中国吐鲁番的生土民居：（a）土木平房；（b）土木楼房（图片来源：https://lvyou.baidu.com，在线咨询于2019年2月22日）
本文编号：2930953
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图（作者自绘）
西安建筑科技大学硕士学位论文82.干热干冷气候地区民居现状调研2.1干热干冷气候特点目前世界上最广泛使用的地理气候分类方法之一是Kppen-Geiger气候分类，有赤道，干旱，暖温带，雪和极地等五大气候类型。在此基础上根据年降水量和年平均温度进一步细分，干旱地区根据降水量不同分为沙漠气候和草原气候。KotteK等人[94]在此基础上依据年平均温度是否大于18℃将干旱沙漠气候进一步区分为干旱沙漠炎热气候和干旱沙漠寒冷气候。BecK[95]等人以1km的精度对Kppen-Geiger气候分类未来分布图进行了预测并和现今版本进行了对比。由图2.1可知中国新疆的部分沙漠地带以及吐鲁番盆地是干旱沙漠寒冷气候（BwK）的典型代表。这一地区一方面具有干旱沙漠气候特点，另一方面由于该地区纬度较高，因此冬季气温低，年日平均气温≤5℃的日数约110~180d，兼具寒冷气候的特征。因此这一气候有了“夏季炎热”和“冬季寒冷”的双重特征，而春秋两个季节时间则相对较短。本文将干旱沙漠寒冷气候简称为干热干冷气候。与干热气候建筑主要应对夏季隔热降温、寒冷气候建筑主要解决防寒保暖不同，该地区需兼顾隔热降温和防寒保温。图2.1Kppen-Geiger气候分类世界地图(1980-2016)（图片来源于文献[95]）
西安建筑科技大学硕士学位论文102.2吐鲁番民居现状建筑产生地域性差异的主要原因之一是建筑物应对气候的方式不同，这点在乡土民居中体现的更为明显[7]。吐鲁番当地居民在长期适应自然、气候、地理环境的过程中，创造了极具地方特色并且适应当地气候的民居。从村落选址布局，街巷组织，院落围合方式，到单体建筑内部空间组织，各类建筑材料的应用，无不体现出对适应气候的智慧。本文主要关注民居单体，按照围护结构材料分类，吐鲁番现有民居主要有两种：传统的生土或土木民居，新农村建设中的砖混民居。2.2.1传统生土民居吐鲁番地区干旱少雨，由于生土材料易获得且蓄热性能好，当地传统民居多采用生土材料这类民居的建筑平面既无明确的中轴对称要求，亦无严格的宗教礼法限制，通常根据地形地势围绕主要房间自由向外延伸，空间组织手法灵活多样，富于变化。基于伊斯兰教重视生活私密性及防御干热气候与风沙侵袭的需要，当地民居呈较强的内向型性格，整个住宅围以高大外墙，形成封闭的宅院空间。新疆夏季酷热难耐，民居格外注重户外空间的营造。果园、庭院、外廊、屋面都加以利用，形成了从户外到室内多层次的过渡空间。当地住宅大多都有冬夏用房之分。常见类型有两种，一种是一层的土木平房，见图2.3（a）；另外一种是土木高棚架楼房，见图2.b（c）。具体空间特征分析见表2.1。吐鲁番生土民居院墙和建筑外墙厚度通常在500-600mm，甚至可达700mm，内墙厚度通常也在300mm左右。墙体做法通常有三类：直接开挖形成的原土墙体，夯土筑成墙体，土坯、土砖砌筑墙体，如图2.4所示。（a）（b）图2.3中国吐鲁番的生土民居：（a）土木平房；（b）土木楼房（图片来源：https://lvyou.baidu.com，在线咨询于2019年2月22日）
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