内蒙古严寒C区农村牧区低能耗居住建筑清洁供暖平衡方案研究
发布时间：2021-06-06 15:08
随着我国乡村振兴战略、美丽乡村建设的实施,人们更加关注农牧民的居住条件和生活环境。《内蒙古自治区冬季清洁取暖实施方案》强调,农村地区优先利用地热、生物质、太阳能等多种清洁能源供暖,有条件的发展天然气或电供暖,2021年达到40%以上。可见,清洁供暖符合我国乡村振兴战略和可持续发展的必然要求。目前,内蒙古严寒C区农村牧区居住建筑以自建为主,存在空间设计不够合理,保温性能、气密性差等问题,导致冬季供暖能耗高,室内温度偏低,难以满足农牧民对于热舒适度的要求,而且传统火炕热效率低、热舒适度差,不仅会浪费大量的一次能源,同时会造成室内空气污染。针对上述问题,选取代表性地区杭锦旗的中面积、大面积户型居住建筑从最佳朝向、平面功能合理分布、外围护结构保温设计和节能火炕的应用等方面进行低能耗优化设计。通过Dest-h软件模拟发现低能耗居住建筑较现状居住建筑节能率达到80%左右,既显著改善室内热环境,又大幅度降低供暖能耗。低能耗居住建筑的设计为农牧民居住建筑的建造提供参考,同时为清洁供暖平衡方案的设计奠定基础。依据平衡供暖理论,得出“平衡供热量=Dest-h输出的耗热量-火炕散热量Q3
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
内蒙古严寒C区各盟市分布图（数据来源：依据资料[43]改绘）
内蒙古科技大学硕士学位论文13图2.3内蒙古太阳能资源分布图（数据来源：国家可再生能源数据库）表2.2内蒙古太阳能资源分区及保证率分区名称地区年总辐射量/（MJ/m2）年日照时数/h太阳能保证率/%丰富区阿拉善西北部和东南部≤67003000～3500≥60次丰富区阿拉善大部、巴彦淖尔、乌海、鄂尔多斯、包头、呼和浩特、乌兰察布、锡林郭勒严寒C区和赤峰西北部6100～67002800～350040~60较丰富区赤峰大部、通辽全部和兴安盟严寒C区5400～61002700～340020~40较贫乏区兴安盟东部4700～54002400～330010~20（数据来源：摘自文献[46]）（2）风能资源分布内蒙古风力资源丰富，风能储量2.7亿kWh，占全国总储量的1/5，居全国首位[7]。但大青山以南地区和大兴安岭林区风速却较小，特别是呼和浩特处于大青山和蛮汉山所形成的“死水区”内，年平均风速1.8m/s，是华北风速最小的地区之一[46]，分布情况见图2.4。
内蒙古科技大学硕士学位论文14图2.4内蒙古风能资源分布图（数据来源：国家可再生能源数据库）综上所述，内蒙古严寒C区太阳能资源丰富，太阳辐射强度大，且冬季几乎没有阴霾天气，适合清洁供暖。个别地区处于“死水区”内风速小，因此，风能资源不利于全区使用。2.2居住建筑现状2.2.1基本情况(1)生活习惯农牧民的生活习惯、生产方式和城镇居民有很大的不同。居住建筑多采用火炕、火炉、土暖气等设备供暖。火炕是内蒙古严寒C区农牧民普遍使用的供暖方式之一，供暖燃料为农作物秸秆、牛羊粪或煤。农牧民每天多次从室外向室内补充炊事、供暖所需的燃料，同时，还要定时喂养鸡、鸭、猪、羊等禽畜，室外如厕等。这些行为方式导致户门经常开闭加快了室内热量的散失，降低了室内温度。为了适应（也是习惯）常出入室内外，农牧民在室内的着衣一般比城市居民普遍厚暖。同时，冬季大多数时间在家做一些杂活，尤其是妇女家务劳动较多，新陈代谢率相对较高，产生更多的热量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]内蒙古西部超低能耗草原民居多能互补供暖系统集成配制[J]. 金国辉,李威风,王波,梁娜飞. 科学技术与工程. 2019(24)
[2]农村清洁供暖方式的探讨[J]. 张珣珣,周曰勇. 区域供热. 2019(03)
[3]VENT在直洞火炕热舒适度研究中的应用[J]. 张杰,师国艳,王伟栋. 计算机仿真. 2019(05)
[4]太阳能风能化石能耦合采暖改善内蒙古西部草原民居冬季室内温度与热舒适性[J]. 金国辉,王波. 干旱区资源与环境. 2019(06)
[5]农村住宅清洁能源供暖方式经济性分析[J]. 别丽丽. 节能. 2019(03)
[6]太阳能-空气能复合系统用于供暖性能分析[J]. 郑汝奎,刘乃玲. 建筑热能通风空调. 2019(02)
[7]可再生能源建筑应用技术发展与展望[J]. 何涛,李博佳,杨灵艳,张昕宇,王敏,邹瑜,徐伟. 建筑科学. 2018(09)
[8]低能耗居住建筑节能设计研究[J]. 杨亚鲁. 智能城市. 2018(17)
[9]多能互补热水系统供暖效果测试与分析[J]. 李效禹,李钢,徐乐,张会俊. 住宅产业. 2018(05)
[10]基于多目标优化的被动式低能耗建筑技术研究——以寒冷地区居住建筑为例[J]. 吴迪,刘立,李晓俊,刘丛红. 华南理工大学学报(自然科学版). 2018(04)
博士论文
[1]东北严寒地区农村住宅节能设计研究[D]. 甄蒙.哈尔滨工业大学 2016
硕士论文
[1]内蒙古河套地区低能耗居住建筑非均衡围护结构节能优化与经济性研究[D]. 陈小娟.内蒙古科技大学 2019
[2]基于模拟技术的直洞式火炕热工性能优化设计研究[D]. 师国艳.内蒙古科技大学 2019
[3]寒冷地区住宅围护结构低能耗改造模拟研究[D]. 韩京彤.北京建筑大学 2019
[4]寒冷地区被动式建筑外墙保温体系设计研究[D]. 郭子豪.郑州大学 2019
[5]太阳能与生物质能互补的冷热电联供系统研究[D]. 武静.华北电力大学 2019
[6]内蒙古地区被动式超低能耗住宅绿色建筑外窗能耗研究[D]. 王昊源.内蒙古工业大学 2018
[7]寒冷地区低能耗农房清洁供暖适用技术研究[D]. 刘梅杰.山东建筑大学 2018
[8]多能互补分散式供热系统优化设计研究[D]. 杨林.天津大学 2017
[9]北方农村被动式住宅太阳能供能系统与储能火炕联合供暖设计研究[D]. 路祥玉.沈阳建筑大学 2017
[10]日喀则地区多能互补供热系统的应用研究[D]. 施润亮.重庆大学 2016
本文编号：3214625
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
内蒙古严寒C区各盟市分布图（数据来源：依据资料[43]改绘）
内蒙古科技大学硕士学位论文13图2.3内蒙古太阳能资源分布图（数据来源：国家可再生能源数据库）表2.2内蒙古太阳能资源分区及保证率分区名称地区年总辐射量/（MJ/m2）年日照时数/h太阳能保证率/%丰富区阿拉善西北部和东南部≤67003000～3500≥60次丰富区阿拉善大部、巴彦淖尔、乌海、鄂尔多斯、包头、呼和浩特、乌兰察布、锡林郭勒严寒C区和赤峰西北部6100～67002800～350040~60较丰富区赤峰大部、通辽全部和兴安盟严寒C区5400～61002700～340020~40较贫乏区兴安盟东部4700～54002400～330010~20（数据来源：摘自文献[46]）（2）风能资源分布内蒙古风力资源丰富，风能储量2.7亿kWh，占全国总储量的1/5，居全国首位[7]。但大青山以南地区和大兴安岭林区风速却较小，特别是呼和浩特处于大青山和蛮汉山所形成的“死水区”内，年平均风速1.8m/s，是华北风速最小的地区之一[46]，分布情况见图2.4。
内蒙古科技大学硕士学位论文14图2.4内蒙古风能资源分布图（数据来源：国家可再生能源数据库）综上所述，内蒙古严寒C区太阳能资源丰富，太阳辐射强度大，且冬季几乎没有阴霾天气，适合清洁供暖。个别地区处于“死水区”内风速小，因此，风能资源不利于全区使用。2.2居住建筑现状2.2.1基本情况(1)生活习惯农牧民的生活习惯、生产方式和城镇居民有很大的不同。居住建筑多采用火炕、火炉、土暖气等设备供暖。火炕是内蒙古严寒C区农牧民普遍使用的供暖方式之一，供暖燃料为农作物秸秆、牛羊粪或煤。农牧民每天多次从室外向室内补充炊事、供暖所需的燃料，同时，还要定时喂养鸡、鸭、猪、羊等禽畜，室外如厕等。这些行为方式导致户门经常开闭加快了室内热量的散失，降低了室内温度。为了适应（也是习惯）常出入室内外，农牧民在室内的着衣一般比城市居民普遍厚暖。同时，冬季大多数时间在家做一些杂活，尤其是妇女家务劳动较多，新陈代谢率相对较高，产生更多的热量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]内蒙古西部超低能耗草原民居多能互补供暖系统集成配制[J]. 金国辉,李威风,王波,梁娜飞. 科学技术与工程. 2019(24)
[2]农村清洁供暖方式的探讨[J]. 张珣珣,周曰勇. 区域供热. 2019(03)
[3]VENT在直洞火炕热舒适度研究中的应用[J]. 张杰,师国艳,王伟栋. 计算机仿真. 2019(05)
[4]太阳能风能化石能耦合采暖改善内蒙古西部草原民居冬季室内温度与热舒适性[J]. 金国辉,王波. 干旱区资源与环境. 2019(06)
[5]农村住宅清洁能源供暖方式经济性分析[J]. 别丽丽. 节能. 2019(03)
[6]太阳能-空气能复合系统用于供暖性能分析[J]. 郑汝奎,刘乃玲. 建筑热能通风空调. 2019(02)
[7]可再生能源建筑应用技术发展与展望[J]. 何涛,李博佳,杨灵艳,张昕宇,王敏,邹瑜,徐伟. 建筑科学. 2018(09)
[8]低能耗居住建筑节能设计研究[J]. 杨亚鲁. 智能城市. 2018(17)
[9]多能互补热水系统供暖效果测试与分析[J]. 李效禹,李钢,徐乐,张会俊. 住宅产业. 2018(05)
[10]基于多目标优化的被动式低能耗建筑技术研究——以寒冷地区居住建筑为例[J]. 吴迪,刘立,李晓俊,刘丛红. 华南理工大学学报(自然科学版). 2018(04)
博士论文
[1]东北严寒地区农村住宅节能设计研究[D]. 甄蒙.哈尔滨工业大学 2016
硕士论文
[1]内蒙古河套地区低能耗居住建筑非均衡围护结构节能优化与经济性研究[D]. 陈小娟.内蒙古科技大学 2019
[2]基于模拟技术的直洞式火炕热工性能优化设计研究[D]. 师国艳.内蒙古科技大学 2019
[3]寒冷地区住宅围护结构低能耗改造模拟研究[D]. 韩京彤.北京建筑大学 2019
[4]寒冷地区被动式建筑外墙保温体系设计研究[D]. 郭子豪.郑州大学 2019
[5]太阳能与生物质能互补的冷热电联供系统研究[D]. 武静.华北电力大学 2019
[6]内蒙古地区被动式超低能耗住宅绿色建筑外窗能耗研究[D]. 王昊源.内蒙古工业大学 2018
[7]寒冷地区低能耗农房清洁供暖适用技术研究[D]. 刘梅杰.山东建筑大学 2018
[8]多能互补分散式供热系统优化设计研究[D]. 杨林.天津大学 2017
[9]北方农村被动式住宅太阳能供能系统与储能火炕联合供暖设计研究[D]. 路祥玉.沈阳建筑大学 2017
[10]日喀则地区多能互补供热系统的应用研究[D]. 施润亮.重庆大学 2016
本文编号：3214625
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