青藏高原被动太阳能技术对建筑热环境的改善效果及其设计策略研究
发布时间：2021-01-20 10:59
青藏高原地区气候常年寒冷干燥,建筑采暖需求大,但常规能源稀缺,当地丰富的太阳能资源为改善建筑室内热环境提供了良好的能源资源条件。然而,青藏高原各地区太阳能资源分布不均,室外气象参数也存在极大差异,使得被动太阳能技术呈现不同的利用效果,为被动太阳能技术在当地的推广应用带来严峻挑战。同时,目前尚缺乏针对青藏高原不同气候区适用的被动太阳能技术差异化设计的研究及相关技术规程。因此,亟待分析青藏高原地区被动太阳能技术利用的气候条件及被动太阳能技术对建筑热环境的提升效果,为青藏高原地区被动太阳能建筑的舒适节能设计提供科学基础和参考依据。本文首先将室外空气温度和太阳辐射两个主要影响被动太阳能技术热特性的环境因素结合,将青藏高原具有采暖需求的地区划分为Ⅰ类-严寒地区、Ⅰ类-寒冷地区、Ⅱ类-严寒地区、Ⅱ类-寒冷地区、Ⅲ类-严寒地区、Ⅲ类-寒冷地区六个地区;进而,调研归纳出各气候区的典型建筑形态,并依据房间的使用时段将房间分为三类模式。其次,通过数值模拟,探究了各气候区典型建筑使用传统单项被动太阳能技术、传统组合被动太阳能技术的室内热环境特征,并对影响室内热环境的关键因素进行优化;进而,基于温度保障原则,...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
青藏高原地区建筑热工设计气候区划图[56]
西安建筑科技大学硕士学位论文10接表2.1气候分区名称分区指标主要指标辅助指标寒冷地区-10℃＜最冷月平均温度≤0℃90≤日平均温度小于5℃的天数＜145温和地区0℃＜最冷月平均温度≤13℃18℃＜最热月平均温度≤25℃0≤日平均温度小于5℃的天数＜90图2.1青藏高原地区建筑热工设计气候区划图[56]我国的科研人员根据各个地区所接受的太阳辐射总量的大小，将我国划分为五类太阳能资源分布地区[4]，本文依据太阳能资源分区，将青藏高原划分为Ⅰ类、Ⅱ类以及Ⅲ类三个地区，划分依据以及划分区域如表2.2所示，具体太阳能资源分布如图2.2所示。表2.2太阳能资源等级区划表[4]区划类别年日照时数h年太阳能辐射总量MJ/m2主要代表地区Ⅰ类3200~33006680~8400西藏西部、青海西部、甘肃北部、新疆东南部及宁夏北部Ⅱ类3000~32005852~6680西藏东南部、青海东部、甘肃中部、新疆南部及宁夏南部Ⅲ类2200~30005016~5852新疆北部、甘肃东南部及云南地区图2.2青藏高原地区太阳能资源分布图[4]
西安建筑科技大学硕士学位论文112.1.2青藏高原太阳能技术利用条件气候区划室外空气温度和太阳辐射强度对太阳能技术集热部件集热量以及建筑能耗有着直接影响。因此结合已有建筑热工设计气候分区以及太阳能资源分布现状，将我国青藏高原地区划分为七块区域，其中包括：Ⅰ类-寒冷地区，Ⅰ类-严寒地区，Ⅱ类-寒冷地区，Ⅱ类-严寒地区，Ⅲ类-寒冷地区，Ⅲ类-严寒地区以及Ⅲ类-温和地区。名称的意义如下：以Ⅰ类-寒冷地区为例，该地区按照太阳能资源等级划分，为一类地区；按照建筑热工设计分区标准划分，为寒冷地区。Ⅲ类-温和地区处于温和地区，冬季采暖需求较低，因此本文未作研究，为未考虑地区。具体划分结果如图2.3所示。图2.3青藏高地区建筑热工分区结合太阳能资源等级分区图在图2.3所示各区域中选择典型城市进行研究，所选典型城市尽量不要过于偏僻，应具有参考价值。本文选取典型城市如下：代表Ⅰ类-寒冷地区的拉萨，代表Ⅰ类-严寒地区的格尔木，代表Ⅱ类-寒冷地区的林芝，代表Ⅱ类-严寒地区的玉树，代表Ⅲ类-寒冷地区的马尔康，代表Ⅲ类-寒冷地区的民和。表2.3各地区典型日气象数据等基本信息所属气候区典型地区供暖天数d典型日典型日平均温度℃典型日平均辐射强度Wm-2Ⅰ类-寒冷地区拉萨1261月13日-2.04175.9Ⅰ类-严寒地区格尔木1701月31日-6.80146.4Ⅱ类-寒冷地区林芝1001月10日-0.16145.8Ⅱ类-严寒地区玉树1911月11日-6.74129.8Ⅲ类-寒冷地区马尔康1221月26日-0.36106.8Ⅲ类-严寒地区民和1461月5日-6.9085.6本文利用Trnsys模拟软件分析青藏高原地区被动太阳能技术对建筑室内热环境的改善效果，由于CSWD气象数据适用于Trnsys软件，且其涵盖了青藏高原地
【参考文献】：
期刊论文
[1]青藏高原地区太阳能热风楼板供暖技术适宜性分析[J]. 胡威,王登甲,刘艳峰,陈耀文. 建筑科学. 2019(04)
[2]拉萨新民居建筑冬季室内热环境影响因素分析[J]. 刘艳峰,胡筱雪,周勇,王登甲,胡威. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2019(01)
[3]通天河流域藏族传统村落聚落及民居的地域性表达——以青海省玉树州结拉村查同社为例[J]. 李冬雪,樊婷婷. 建筑与文化. 2017(09)
[4]集热蓄热墙保温构造形式优化及适应性分析[J]. 陈晨,刘艳峰,王登甲,刘加平. 太阳能学报. 2016(11)
[5]藏区、西北及高原地区利用可再生能源采暖空调新技术[J]. 刘艳峰,孙峙峰,王博渊. 暖通空调. 2016(10)
[6]陕北地区附加阳光间优化设计[J]. 郑海,杨红霞,武雯丽. 延安大学学报(自然科学版). 2016(02)
[7]太阳能直接受益外窗热平衡关系优化分析[J]. 王登甲,杨黎黎,马超. 节能技术. 2016(01)
[8]西藏林芝地区传统民居建筑特征研究—以工布地区碉房为例[J]. 陈蔚,萧依山. 建筑学报. 2015(S1)
[9]青藏高原气温空间分布规律及其生态意义[J]. 姚永慧,张百平. 地理研究. 2015(11)
[10]基于Energyplus的附加阳光间式太阳房节能分析[J]. 张国艳,丁昀,杨庆,吕雪涛,刘延琪. 土木建筑与环境工程. 2015(S1)
博士论文
[1]青海多民族地区乡土民居更新适宜性设计模式研究[D]. 崔文河.西安建筑科技大学 2015
[2]西藏高海拔地区台站生态化建设研究[D]. 刘伟.西南交通大学 2013
[3]北方供暖“零煤耗”农宅实现模式与关键技术研究[D]. 杨铭.清华大学 2011
[4]西藏地区被动太阳能建筑采暖研究[D]. 王磊.西南交通大学 2008
[5]建筑气候分析与设计策略研究[D]. 杨柳.西安建筑科技大学 2003
硕士论文
[1]四川阿坝州色尔古藏寨传统聚落与民居建筑研究[D]. 张燕.西安建筑科技大学 2016
[2]川藏地区被动式太阳能民居设计研究[D]. 王倩倩.西安建筑科技大学 2015
[3]辽南民居附加阳光间热传输过程及能效评价[D]. 杨艳霞.大连理工大学 2015
[4]西藏地区住宅室内热湿环境特性研究[D]. 王伊丽.重庆大学 2015
[5]西北民居分时段局部采暖研究[D]. 黄睿.西安建筑科技大学 2013
[6]青海庄窠式传统民居建筑研究[D]. 车姗.青岛理工大学 2012
[7]马尔康直波藏寨民居建筑研究[D]. 朱荣张.西安建筑科技大学 2012
[8]集热蓄热墙传热过程及优化设计研究[D]. 王斌.西安建筑科技大学 2012
[9]被动式采暖建筑热性能分析方法的研究[D]. 白淑鑫.大连理工大学 2011
[10]被动式太阳能建筑设计气候分区研究[D]. 谢琳娜.西安建筑科技大学 2006
本文编号：2988921
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
青藏高原地区建筑热工设计气候区划图[56]
西安建筑科技大学硕士学位论文10接表2.1气候分区名称分区指标主要指标辅助指标寒冷地区-10℃＜最冷月平均温度≤0℃90≤日平均温度小于5℃的天数＜145温和地区0℃＜最冷月平均温度≤13℃18℃＜最热月平均温度≤25℃0≤日平均温度小于5℃的天数＜90图2.1青藏高原地区建筑热工设计气候区划图[56]我国的科研人员根据各个地区所接受的太阳辐射总量的大小，将我国划分为五类太阳能资源分布地区[4]，本文依据太阳能资源分区，将青藏高原划分为Ⅰ类、Ⅱ类以及Ⅲ类三个地区，划分依据以及划分区域如表2.2所示，具体太阳能资源分布如图2.2所示。表2.2太阳能资源等级区划表[4]区划类别年日照时数h年太阳能辐射总量MJ/m2主要代表地区Ⅰ类3200~33006680~8400西藏西部、青海西部、甘肃北部、新疆东南部及宁夏北部Ⅱ类3000~32005852~6680西藏东南部、青海东部、甘肃中部、新疆南部及宁夏南部Ⅲ类2200~30005016~5852新疆北部、甘肃东南部及云南地区图2.2青藏高原地区太阳能资源分布图[4]
西安建筑科技大学硕士学位论文112.1.2青藏高原太阳能技术利用条件气候区划室外空气温度和太阳辐射强度对太阳能技术集热部件集热量以及建筑能耗有着直接影响。因此结合已有建筑热工设计气候分区以及太阳能资源分布现状，将我国青藏高原地区划分为七块区域，其中包括：Ⅰ类-寒冷地区，Ⅰ类-严寒地区，Ⅱ类-寒冷地区，Ⅱ类-严寒地区，Ⅲ类-寒冷地区，Ⅲ类-严寒地区以及Ⅲ类-温和地区。名称的意义如下：以Ⅰ类-寒冷地区为例，该地区按照太阳能资源等级划分，为一类地区；按照建筑热工设计分区标准划分，为寒冷地区。Ⅲ类-温和地区处于温和地区，冬季采暖需求较低，因此本文未作研究，为未考虑地区。具体划分结果如图2.3所示。图2.3青藏高地区建筑热工分区结合太阳能资源等级分区图在图2.3所示各区域中选择典型城市进行研究，所选典型城市尽量不要过于偏僻，应具有参考价值。本文选取典型城市如下：代表Ⅰ类-寒冷地区的拉萨，代表Ⅰ类-严寒地区的格尔木，代表Ⅱ类-寒冷地区的林芝，代表Ⅱ类-严寒地区的玉树，代表Ⅲ类-寒冷地区的马尔康，代表Ⅲ类-寒冷地区的民和。表2.3各地区典型日气象数据等基本信息所属气候区典型地区供暖天数d典型日典型日平均温度℃典型日平均辐射强度Wm-2Ⅰ类-寒冷地区拉萨1261月13日-2.04175.9Ⅰ类-严寒地区格尔木1701月31日-6.80146.4Ⅱ类-寒冷地区林芝1001月10日-0.16145.8Ⅱ类-严寒地区玉树1911月11日-6.74129.8Ⅲ类-寒冷地区马尔康1221月26日-0.36106.8Ⅲ类-严寒地区民和1461月5日-6.9085.6本文利用Trnsys模拟软件分析青藏高原地区被动太阳能技术对建筑室内热环境的改善效果，由于CSWD气象数据适用于Trnsys软件，且其涵盖了青藏高原地
【参考文献】：
期刊论文
[1]青藏高原地区太阳能热风楼板供暖技术适宜性分析[J]. 胡威,王登甲,刘艳峰,陈耀文. 建筑科学. 2019(04)
[2]拉萨新民居建筑冬季室内热环境影响因素分析[J]. 刘艳峰,胡筱雪,周勇,王登甲,胡威. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2019(01)
[3]通天河流域藏族传统村落聚落及民居的地域性表达——以青海省玉树州结拉村查同社为例[J]. 李冬雪,樊婷婷. 建筑与文化. 2017(09)
[4]集热蓄热墙保温构造形式优化及适应性分析[J]. 陈晨,刘艳峰,王登甲,刘加平. 太阳能学报. 2016(11)
[5]藏区、西北及高原地区利用可再生能源采暖空调新技术[J]. 刘艳峰,孙峙峰,王博渊. 暖通空调. 2016(10)
[6]陕北地区附加阳光间优化设计[J]. 郑海,杨红霞,武雯丽. 延安大学学报(自然科学版). 2016(02)
[7]太阳能直接受益外窗热平衡关系优化分析[J]. 王登甲,杨黎黎,马超. 节能技术. 2016(01)
[8]西藏林芝地区传统民居建筑特征研究—以工布地区碉房为例[J]. 陈蔚,萧依山. 建筑学报. 2015(S1)
[9]青藏高原气温空间分布规律及其生态意义[J]. 姚永慧,张百平. 地理研究. 2015(11)
[10]基于Energyplus的附加阳光间式太阳房节能分析[J]. 张国艳,丁昀,杨庆,吕雪涛,刘延琪. 土木建筑与环境工程. 2015(S1)
博士论文
[1]青海多民族地区乡土民居更新适宜性设计模式研究[D]. 崔文河.西安建筑科技大学 2015
[2]西藏高海拔地区台站生态化建设研究[D]. 刘伟.西南交通大学 2013
[3]北方供暖“零煤耗”农宅实现模式与关键技术研究[D]. 杨铭.清华大学 2011
[4]西藏地区被动太阳能建筑采暖研究[D]. 王磊.西南交通大学 2008
[5]建筑气候分析与设计策略研究[D]. 杨柳.西安建筑科技大学 2003
硕士论文
[1]四川阿坝州色尔古藏寨传统聚落与民居建筑研究[D]. 张燕.西安建筑科技大学 2016
[2]川藏地区被动式太阳能民居设计研究[D]. 王倩倩.西安建筑科技大学 2015
[3]辽南民居附加阳光间热传输过程及能效评价[D]. 杨艳霞.大连理工大学 2015
[4]西藏地区住宅室内热湿环境特性研究[D]. 王伊丽.重庆大学 2015
[5]西北民居分时段局部采暖研究[D]. 黄睿.西安建筑科技大学 2013
[6]青海庄窠式传统民居建筑研究[D]. 车姗.青岛理工大学 2012
[7]马尔康直波藏寨民居建筑研究[D]. 朱荣张.西安建筑科技大学 2012
[8]集热蓄热墙传热过程及优化设计研究[D]. 王斌.西安建筑科技大学 2012
[9]被动式采暖建筑热性能分析方法的研究[D]. 白淑鑫.大连理工大学 2011
[10]被动式太阳能建筑设计气候分区研究[D]. 谢琳娜.西安建筑科技大学 2006
本文编号：2988921
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