西安地区高校教学楼建筑的节能设计策略研究

发布时间：2017-06-07 18:18

  本文关键词：西安地区高校教学楼建筑的节能设计策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前建筑与工业、交通运输并列为中国三大高能耗行业。尤其是随着建筑总量的逐年攀升和对建筑室内舒适度要求的不断提高,建筑能耗更是呈现急剧上升的态势[1]。根据住房与城乡建设部的统计,1993年中国建筑耗能仅占全社会能耗总量的16%,2012年这一数据已经上升至28%[2]。此外中国单位建筑面积采暖能耗相当于气候条件相近发达国家的2~3倍。与此同时,我国的高等教育于二十世纪九十年代末期进入新一轮的高速发展时期,高校招生数量的激增,为自身的发展带来了机遇与挑战[3],随着我国高等教育事业的不断发展,高校校园规模也在迅速扩张,在城市周边新建、扩建的大学校园也是屡见不鲜。教学楼建筑是大学校园的主体建筑,同时也是整个高等教育事业的物质载体,为高等教育事业提供物质基础。教学楼建筑的使用者主要为在校青年大学生,因此对教学楼建筑内部使用空间的舒适度要求较高。教学环境的舒适健康对使用者的学习效率和身心健康起着重要作用。[4]同时,由于数量多,体量大,教学楼建筑每年的能耗也不容小觑,因此,高校教学楼建筑具有很大的节能潜力。[5]西安市处于我国民用建筑热工分区中寒冷地区的边界,且与夏热冬冷地区距离较近。因此建筑热工设计既要满足冬季保温,也要兼顾夏季防热。通过西安地区建筑气候分析图,明确了西安地区的建筑气候设计策略是传统采暖+被动式太阳能+自然通风。通过对西安地区教学楼的现状的调研,掌握了西安地区高校教学建筑的类型和能耗特征。通过调研,本文选择了两栋具有代表性的教学楼建筑进行了冬夏两季热环境的实测,通过控制变量的研究方法,设置不同的工况条件,分别对自然通风、夜间通风降温、室内遮阳、地下空间的利用等几种被动式策略对改善室内热环境效果进行了定量的分析,发现了冬夏两季室内热环境的问题,并提出改善建议。本文还建立了典型高校教学楼建筑模型,通过De ST软件模拟,对朝向和围护结构热工性能对建筑能耗的影响做了定量分析。对围护结构热工性能改善设计的经济效益做了对比和评价。最后,本文从建筑规划布局、朝向、体形控制、平面分区、外围护结构设计、被动式太阳能蓄热、自然通风等方面总结了适合西安地区的建筑节能设计策略,以期对实际工程起到参考作用。
【关键词】：教学楼建筑 被动式设计 节能策略 能耗模拟
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU244.3;TU201.5
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 课题研究的背景10-12
• 1.1.1 我国建筑能耗形势严峻10
• 1.1.2 我国建筑节能的发展现状10-12
• 1.1.3 我国高校发展现状12
• 1.2 课题研究的意义和目的12-14
• 1.2.1 研究意义12-13
• 1.2.2 研究目的13-14
• 1.3 国内外研究现状14-16
• 1.3.1 国内研究现状14-15
• 1.3.2 国外研究现状15-16
• 1.4 研究内容16
• 1.5 研究方案16-17
• 1.6 论文框架17-18
• 1.7 本章小结18-19
• 2 西安地区建筑气候特征及高校教学楼能耗特点19-33
• 2.1 西安地区建筑气候特征及分析19-23
• 2.1.1 我国建筑气候分区19
• 2.1.2 西安地区建筑气候特征19-21
• 2.1.3 西安地区建筑气候设计对策21-23
• 2.2 高校教学楼类型和空间组合23-24
• 2.2.1 高校教学楼类型23
• 2.2.2 高校教学楼空间组合23-24
• 2.3 西安高校教学楼现状调研24-30
• 2.4 高校教学楼能耗特点30-31
• 2.4.1 教学楼建筑能耗一般特征30-31
• 2.4.2 西安地区教学楼建筑能耗的其他特征31
• 2.5 本章小结31-33
• 3 西安地区高校教室冬季室内热环境测试及分析33-48
• 3.1 华清堂C座冬季室内热环境测试及分析33-39
• 3.1.1 测试时间33
• 3.1.2 测试地点33-34
• 3.1.3 测试仪器34
• 3.1.4 测点布置34-35
• 3.1.5 工况设置35
• 3.1.6 测试结果及分析35-39
• 3.2 南阶教室冬季室内热环境测试及分析39-46
• 3.2.1 测试时间39-40
• 3.2.2 测试地点40
• 3.2.3 测点布置40-41
• 3.2.4 工况设置41
• 3.2.5 测试结果及分析41-46
• 3.3 本章小结46-48
• 4 西安地区高校教室夏季室内热环境测试及分析48-65
• 4.1 华清堂C座夏季室内热环境测试及分析48-56
• 4.1.1 测试时间48
• 4.1.2 测点布置48-49
• 4.1.3 工况设置49
• 4.1.4 测试结果及分析49-56
• 4.2 南阶教室夏季室内热环境测试56-63
• 4.2.1 测试时间56
• 4.2.2 测点布置56-57
• 4.2.3 工况设置57
• 4.2.4 测试结果及分析57-63
• 4.3 本章小结63-65
• 5 高校教学楼能耗模拟65-73
• 5.1 模拟软件简介65-66
• 5.2 建立模型66-67
• 5.3 模拟结果及分析67-71
• 5.3.1 不同朝向建筑能耗模拟分析67-68
• 5.3.2 外墙保温节能模拟分析68-69
• 5.3.3 外窗节能模拟分析69-70
• 5.3.4 屋面节能模拟分析70
• 5.3.5 围护结构节能模拟综合分析70-71
• 5.4 本章小结71-73
• 6 西安地区建筑节能设计策略总结73-91
• 6.1 建筑规划设计中的节能设计策略73-76
• 6.1.1 建筑选址73-74
• 6.1.2 建筑朝向74-75
• 6.1.3 合理利用环境绿化的气候调节作用75-76
• 6.2 建筑体形控制76-77
• 6.3 建筑平面节能设计77-79
• 6.4 建筑外围护结构节能设计79-85
• 6.4.1 墙体节能设计80-81
• 6.4.2 门窗节能设计81-83
• 6.4.3 屋面保温节能设计83-84
• 6.4.4 楼地面保温节能设计84-85
• 6.5 被动式太阳能技术85-90
• 6.5.1 被动式太阳能蓄热采暖技术85-87
• 6.5.2 自然通风的利用87-90
• 6.6 本章小结90-91
• 7 结论和展望91-93
• 7.1 结论91-92
• 7.2 展望92-93
• 致谢93-94
• 参考文献94-97
• 附录97-100

【参考文献】

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本文编号：429920