全球變暖對公共建筑能耗的影響及墻體節(jié)能技術(shù)研究

【摘要】： 隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人們環(huán)保意識的提高,建筑物的節(jié)能問題引起了廣泛的關(guān)注。隨著全球氣候變暖的趨勢不斷加劇,建筑物的高耗能問題面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在這種情況下,對建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和利用具有重要的意義。一方面,良好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能可以有效緩解氣溫升高對室內(nèi)冷負(fù)荷加劇的影響,另一方面,重質(zhì)墻體輔以夜間通風(fēng)控制策略的應(yīng)用對減少日間冷負(fù)荷,保證室內(nèi)舒適度方面有重要意義。 圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為建筑物的主體結(jié)構(gòu),其良好的熱性能可以有效抵御外部環(huán)境對室內(nèi)熱環(huán)境的影響,結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛸Y源,構(gòu)建以通風(fēng)策略作為輔助的重質(zhì)墻體是一種很環(huán)保健康的節(jié)能方式。然而,目前較少有文獻(xiàn)對氣候變暖引發(fā)的建筑能耗增大問題提出圍護(hù)結(jié)構(gòu)的改造措施,對重質(zhì)墻體輔以夜間通風(fēng)的控制策略也僅限于在少數(shù)幾個(gè)城市的定性分析,沒有論證夜間通風(fēng)適宜的氣候分區(qū)特征,相關(guān)的數(shù)據(jù)和結(jié)論很少。因此,在深入了解墻體傳熱特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,利用建筑模型、仿真工具等對和建筑墻體有關(guān)的節(jié)能措施進(jìn)行研究是當(dāng)下的熱點(diǎn)。 本文在對國內(nèi)外公共建筑節(jié)能措施分析研究的基礎(chǔ)上,對全球氣候變暖條件下的節(jié)能措施,重質(zhì)蓄熱體的熱性能和節(jié)能效果以及輔以夜間通風(fēng)的控制策略進(jìn)行了理論研究和仿真。主要研究工作如下: 首先,了解全球變暖的氣候模型,根據(jù)IPCC對未來氣候預(yù)測的報(bào)告處理氣象數(shù)據(jù),利用EnergyPlus建立建筑模型,為后續(xù)的仿真工作做準(zhǔn)備。 其次,用PSO算法對J.E.Braun提出的建筑模型參數(shù)進(jìn)行辨識。在室外溫度升高但保證室內(nèi)冷負(fù)荷基本不變的情況下,通過對模型參數(shù)的研究,提出利用改變墻體的熱力學(xué)參數(shù)應(yīng)對全球氣候變暖的節(jié)能措施。 再次,根據(jù)氣候分區(qū)的劃定,在四個(gè)具有代表性氣候特征的城市中研究重質(zhì)墻體輔以夜間通風(fēng)控制策略的節(jié)能效果。本文建立了重質(zhì)墻體和有蓄熱體的建筑模型,并以輕質(zhì)建筑作為比對,利用EnergyPlus進(jìn)行仿真,為重質(zhì)墻體輔以夜間通風(fēng)控制策略在我國的應(yīng)用提供了參考。 最后,本文對一個(gè)工程實(shí)例進(jìn)行研究,對此建筑耗能的仿真結(jié)果利用經(jīng)濟(jì)評價(jià)的方法進(jìn)行分析,得出重質(zhì)墻體節(jié)能措施的資金回收年限以及經(jīng)濟(jì)可行性,便于此種節(jié)能技術(shù)的推廣和應(yīng)用。 文章最后對研究工作進(jìn)行了總結(jié),提出研究工作的優(yōu)勢和劣勢,明確進(jìn)一步工作的任務(wù),為下一步的研究提供參考。 【關(guān)鍵詞】：全球氣候變暖 建筑能耗模型 重質(zhì)墻體 重質(zhì)蓄熱體 夜間通風(fēng) EnergyPlus 氣候分區(qū) 節(jié)能經(jīng)濟(jì)評價(jià)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TU111
【目錄】：

• 摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 符號表14-16
• 縮略詞16-17
• 第一章 緒論17-27
• 1.1 課題背景及研究意義17-18
• 1.2 建筑節(jié)能的研究概述18-24
• 1.2.1 建筑節(jié)能措施的研究概述19-20
• 1.2.2 全球氣候變暖對建筑節(jié)能影響的研究概述20-22
• 1.2.3 重質(zhì)墻體輔以夜間通風(fēng)節(jié)能策略的研究概述22-23
• 1.2.4 節(jié)能技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析的研究概況23-24
• 1.3 存在的問題24-25
• 1.4 本文主要工作25-27
• 第二章 預(yù)備知識27-37
• 2.1 引言27
• 2.2 建筑墻體的熱力學(xué)知識27-32
• 2.2.1 墻體熱傳遞方式及特點(diǎn)27-29
• 2.2.2 建筑物冷負(fù)荷的計(jì)算29-30
• 2.2.3 熱平衡法概述30-32
• 2.3 夜間通風(fēng)蓄冷技術(shù)的原理32-34
• 2.3.1 夜間通風(fēng)方式的介紹32-34
• 2.3.2 墻體的蓄放熱特性34
• 2.4 全能耗仿真評估軟件EnergyPlus簡介34-37
• 第三章 調(diào)整圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱參數(shù)以應(yīng)對全球氣候變暖的研究37-49
• 3.1 引言37
• 3.2 全球氣候變暖和圍護(hù)結(jié)構(gòu)模型的研究37-38
• 3.3 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的模型描述38-41
• 3.3.1 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的模型建立38-40
• 3.3.2 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的模型分析40
• 3.3.3 3R2C模型的目標(biāo)函數(shù)40-41
• 3.4 利用粒子群算法進(jìn)行模型參數(shù)辨識41-45
• 3.4.1 PSO算法基本原理41-42
• 3.4.2 建筑物的描述和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集42-43
• 3.4.3 參數(shù)辨識的流程分析43-45
• 3.5 參數(shù)辨識結(jié)果與分析45-48
• 3.5.1 參數(shù)辨識結(jié)果45-47
• 3.5.2 辨識結(jié)果分析47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 第四章 重質(zhì)墻體輔以夜間通風(fēng)控制策略的節(jié)能性分析49-63
• 4.1 引言49
• 4.2 重質(zhì)墻體輔以夜間通風(fēng)的控制策略49-51
• 4.2.1 重質(zhì)墻體和蓄熱體的構(gòu)建50-51
• 4.2.2 通風(fēng)方式的選擇51
• 4.3 EnergyPlus仿真結(jié)果的節(jié)能性分析51-57
• 4.3.1 房間的幾何結(jié)構(gòu)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱參數(shù)51-52
• 4.3.2 室外氣候的分析52-54
• 4.3.3 節(jié)能效果的分析54-57
• 4.4 EnergyPlus仿真結(jié)果的舒適度分析57-60
• 4.4.1 舒適度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的介紹57-58
• 4.4.2 室內(nèi)熱環(huán)境的分析58-60
• 4.5 本章小結(jié)60-63
• 第五章 重質(zhì)墻體節(jié)能措施的經(jīng)濟(jì)評價(jià)63-73
• 5.1 引言63
• 5.2 能效評價(jià)的必要性分析63-64
• 5.3 能效評價(jià)的方法及模型64-66
• 5.3.1 簡單靜態(tài)經(jīng)濟(jì)評價(jià)方法64
• 5.3.2 動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)評價(jià)方法64-65
• 5.3.3 投資回收年限的計(jì)算65-66
• 5.4 工程實(shí)例分析66-71
• 5.4.1 工程描述和分析方法66-67
• 5.4.2 建筑的節(jié)能分析67-68
• 5.4.3 工程的成本分析68-69
• 5.4.4 用經(jīng)濟(jì)學(xué)方法計(jì)算工程的能效69-71
• 5.5 本章小結(jié)71-73
• 第六章 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 問題的提出及解決方法73
• 6.2 工作總結(jié)73-74
• 6.3 進(jìn)一步的工作74-75
• 參考文獻(xiàn)75-80
• 致謝80-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文81
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的項(xiàng)目81-82
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表82

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建筑能耗動(dòng)態(tài)分析用氣象數(shù)據(jù)構(gòu)成及THRF新的能耗分析方法研究    蘇芬仙

寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)住宅節(jié)能設(shè)計(jì)策略研究    王兵

寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)研究    魯慧敏

寒冷地區(qū)辦公建筑節(jié)能設(shè)計(jì)參數(shù)研究    王麗娟

西安地區(qū)辦公建筑節(jié)能設(shè)計(jì)研究    王斌

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