严寒寒冷地区迈向近零能耗民用建筑冷热需求分析

发布时间：2020-04-23 18:38

【摘要】：随着经济的高速发展,能源问题成为我们不得不面对的难题。建筑能耗作为社会终端能耗的重要组成部分,建筑节能也得到了世界各国的普遍关注。我国自1986年提出建筑节能发展规划,至今依次实现了建筑节能30%、50%、65%的目标。2009年,我国住房和城乡建设部与德国能源署合作开展了“中国被动式低能耗建筑示范项目”。近几年,我国各省市相继提出并大力发展绿色建筑、被动式建筑、近零能耗建筑,甚至是零能耗建筑、产能建筑。“建筑零能耗”是建筑节能发展的未来目标,而近零能耗建筑则是其必经之路。本文选择DeST软件模拟并分析了严寒、寒冷地区近零能耗民用建筑全年累计负荷,提出严寒、寒冷地区建筑新风热回收、遮阳的策略,并给出建议。本文根据严寒、寒冷各气候区的采暖度日数和空调度日数选取典型城市,并将此方法定义为度日数法。在建立典型建筑模型时,通过分析建筑耗热量的主要影响因素,参考常见值或推荐值确定各因素具体数值。本文共选取9个典型城市,建立了12个典型居住建筑和4个典型办公建筑模型,参考相关标准对建筑进行热工参数及室内参数的设计,选择DeST软件针对建立的典型建筑进行逐时负荷模拟。研究结果显示,寒冷地区民用建筑年供暖需求较小,均在10kWh/(m~2·a)以下;严寒地区除太阳辐射较充足的城市(如冷湖、松潘等)外,大部分北方城市的年供暖需求偏大,达到20 kWh/(m~2·a)以上。对于夏季冷负荷,严寒、寒冷地区居住建筑年供冷需求较小,均在15 kWh/(m~2·a)以下,而办公建筑年供暖需求较大,尤其是寒冷地区,达到30kWh/(m~2·a)以上。采用正交试验的方法分析建筑负荷各影响因素的显著性,得出建筑冷负荷最显著的影响因素是单位面积散热量,建筑热负荷的最显著影响因素是新风量。经进一步研究表明,采用新风热回收有利于减小建筑新风负荷。对于居住建筑,严寒、寒冷地区冬季宜采用75%新风显热回收,寒冷地区夏季宜采用70%新风全热回收,而严寒地区夏季不推荐采用任何热回收方式;对于办公建筑,严寒、寒冷地区冬季采用两种新风热回收方式的相对节能率都在70%以上,故两种方式均可,寒冷地区夏季宜采用70%新风全热回收,而严寒地区夏季不推荐采用新风热回收。当设置建筑内遮阳时,严寒、寒冷地区的办公建筑夏季累计冷负荷相对节能率均在10%以上,推荐采用。在设置新风热回收及建筑内遮阳的情况下,寒冷地区办公建筑的年供冷需求仍偏大,在25 kWh/(m~2·a)以上,其主要原因是办公建筑内热源偏大,而对于气密性良好的超低能耗建筑,这部分热量无法及时排出。在模拟的基础上,本文分析了近零能耗建筑电量供需的平衡,得出采用新风热回收更为节能。对于规模较小、层数较低的居住建筑是可以实现建筑零能耗的,而对于规模较大、层数较高的居住建筑和办公建筑实现零能耗有一定难度。最后,本文选取大连某小型近零能耗办公建筑进行实测验证,将实测的各房间室内逐时温度、室外逐时温度及逐时太阳辐射量、外墙传热系数输入DeST软件中进行模拟,并从室内逐时温度、逐时负荷两方面验证了DeST软件的准确性。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU201.5;TU831

【参考文献】