以低能耗为视角的北方寒冷地区高校建筑设计策略分析

发布时间：2017-10-24 00:07

  本文关键词：以低能耗为视角的北方寒冷地区高校建筑设计策略分析

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【摘要】：2014年世界能源数据显示,中国的燃料消耗量占全世界总消耗量的23%,其中建筑能源消耗量约占总能耗的39%,己成为主要的能耗和碳排放大户。1999年,我国教育部提出：到2010年高等教育的入学率要从9%提高到15%,各地为响应号召开始大规模的建校扩招,尤其是在2008年达到一个新高潮。据2005年统计,我国高校的总能耗占全国总能耗的8%,总用水量占全国市政供水的6.6%,人均能耗水平和水耗水平均高于我国人均生活用能和用水水平。截至2013年,我国高等院校数量约2788所,在校生约3499万人,学校面积约76900万m2,其中北方寒冷地区所占比值均50%左右。而且寒冷地区冬季全面采用集中采暖模式,能耗状况尤为严峻。如此大规模的建筑存量,具有较大的节能潜力。本文以北方寒冷地区高校建筑为研究对象,从当地的气候特征出发,综合考虑建筑的热舒适与能耗,提出针对北方寒冷地区高校建筑的低能耗策略。首先统计高校建筑的能耗和室内热环境数据,分析能耗使用现状和建筑室内热环境存在的问题。然后以“气候适应性模型”为指标,利用Climate Consultant软件模拟分析北方寒冷地区六个典型城市(大连、北京、石家庄、济南、太原、郑州)高校建筑的被动式策略,对比分析节能策略的有效性指数,得出外围护结构是该地区主要耗能因素。结合北方寒冷地区高校建筑存在的问题,从提高建筑外围护结构(外墙、屋顶、外窗)保温隔热性能角度分析建筑的节能改造措施。在上述研究基础上,借助节能模拟软件DeST模拟北方寒冷地区某高校代表性建筑全年负荷和自然室温变化,分别分析外墙、外窗、屋顶改造前后的节能效果,得出最优节能改造策略。将上述有效策略进行优化组合,通过数据的对比,评估验证组合策略的节能效果,得出最适合北方寒冷地区高校建筑的节能改造方案。本文分类统计校园建筑的总能耗和分项电耗,实测高校典型建筑室内热环境,并在此基础上采用Climate Consultant和DeST软件进行模拟分析。热环境与能耗结合、实测与模拟结合,对研究高校类建筑能耗问题具有借鉴和指导作用。同时北方寒冷地区高校建筑的节能设计策略,对于指导高校建筑的设计和改造,实现高校的可持续发展具有深远的意义。
【关键词】：北方寒冷地区 高校建筑 建筑能耗 热舒适 外围护结构
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU244.3;TU201.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-24
• 1.1 研究背景与意义10-13
• 1.1.1 当前能源形势10-11
• 1.1.2 全球背景下的高校建筑设计11-13
• 1.1.3 高校建筑低能耗设计的意义13
• 1.2 国内外研究和发展现状13-18
• 1.2.1 国内外发展现状13-15
• 1.2.2 国内外研究现状15-16
• 1.2.3 国内外典型案例16-18
• 1.3 相关概念18-21
• 1.3.1 高校建筑18
• 1.3.2 建筑能耗与建筑节能18-19
• 1.3.3 建筑热环境与热舒适19-20
• 1.3.4 建筑能耗和建筑热环境的关系20-21
• 1.4 研究内容与方法21-24
• 1.4.1 研究内容21-22
• 1.4.2 研究方法22
• 1.4.3 研究框架22-24
• 2 北方寒冷地区高校建筑建筑能耗和热环境现状调研24-53
• 2.1 北方寒冷地区划分与气候特征24-25
• 2.1.1 北方地区24
• 2.1.2 寒冷地区24-25
• 2.2 北方寒冷地区高校现状25-28
• 2.2.1 北方寒冷地区高校建设概况25-26
• 2.2.2 北方寒冷地区高校建筑特点26-27
• 2.2.3 北方寒冷地区高校能耗特点27-28
• 2.3 北方寒冷地区某高校建筑实测能耗概况28-36
• 2.3.1 案例高校概况28
• 2.3.2 高校电耗概况28-34
• 2.3.3 建筑电耗特点34-36
• 2.4 案例建筑热环境现状调研36-51
• 2.4.1 基本情况36-37
• 2.4.2 测试工具和测试点的布置37
• 2.4.3 室内温湿度评价标准37-39
• 2.4.4 夏季温湿度调研分析39-43
• 2.4.5 冬季温湿度调研分析43-47
• 2.4.6 室内不同位置温湿度调研分析47-51
• 2.5 本章小结51-53
• 3 基于热舒适的北方寒冷地区低能耗设计策略分析53-70
• 3.1 Climate Consultant的策略分析方法53-56
• 3.1.1 基于热舒适的低能耗设计策略分析方法53
• 3.1.2 Climate Consultant简介53-56
• 3.2 基于热舒适的北方寒冷地区建筑低能耗设计策略有效性分析56-63
• 3.2.1 典型城市的选取及分析56
• 3.2.2 城市建筑被动式设计策略有效性指数分析56-59
• 3.2.3 主要被动式设计策略有效性指数分析59-63
• 3.3 主要影响因素——外围护结构低能耗设计策略63-69
• 3.3.1 外墙保温与隔热技术64-66
• 3.3.2 外窗保温与隔热技术66-68
• 3.3.3 屋顶保温与隔热技术68-69
• 3.4 本章小结69-70
• 4 低能耗视角下北方寒冷地区高校建筑设计策略分析70-99
• 4.1 DeST的能耗模拟方法70-73
• 4.1.1 DeST简介71
• 4.1.2 DeST主要特点71-73
• 4.2 低能耗建筑设计方案模拟73-75
• 4.2.1 案例建筑模型的建立73-75
• 4.2.2 模拟计算75
• 4.3 外围护结构对建筑能耗的影响验证75-93
• 4.3.1 外墙75-86
• 4.3.2 外窗86-92
• 4.3.3 屋顶92-93
• 4.4 优化组合方案93-98
• 4.4.1 优化方案组合93
• 4.4.2 模拟结果分析93-96
• 4.4.3 节能减排效果模拟96-98
• 4.5 本章小结98-99
• 结论与展望99-101
• 参考文献101-104
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况104-105
• 致谢105-106

【参考文献】

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本文编号：1086042