内蒙古寒冷区低能耗住宅节能优化与节能管理研究

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1、内蒙古寒冷区低能耗住宅节能优化与节能管理研究-->1绪论1.1课题本课题于内蒙古自治区自然科学基金面上项目——《内蒙古寒冷区低能耗住宅能耗机理与节能优化研究》。1.2研究背景国家经济的发展需要能源的消耗，经济的发展有利于提高人民生活质量。据统计，石油、煤炭和天然气等常规能源已接近枯竭，人类如果仍然不加节制的开采，那么这些资源只够再用三百年。因此我国开始注重对低能耗建筑的应用，所谓低能耗建筑，就是消耗较少的能耗以获得舒适居住条件的建筑。我国在政策上提出三步走的节能目标，第一阶段节能30%，第二个阶段节能50%，第三阶段节能65%，目标在2020年实现75%的节能[1]。在2

2、1世纪，全球各个国家都关注到能源问题的重要性和紧迫性。人类为了满足日益增长的自身需求，消耗巨大的能源，而地球不可再生资源日趋减少，两者矛盾逐渐加剧；人们一边追求居住的舒适度，一边要求降低能耗。因此积极开发新能源，同时采用低能耗建筑有利于缓解上述矛盾。…..1.3国内外低能耗建筑研究概况1.3.1国外低能耗建筑研究概况在1973年石油危机爆发之前，西方发达国家为大力发展经济，毫无节制的使用不可再生能源，石油危机造成油价大幅度上涨，各国经济遭受重创，人们开始注重对能源的节约和合理利用，由于能力有限，新能源的开发赶不上经济发展的速度，因此各国将重点放在常规能源的节约上。在20世

3、纪70年代到80年代，这是西方国家节能发展的初期，只考虑对能源的节约使用，而不注重人们居住的热舒适度；在20世纪80年代到90年代，战略转变为降低建筑的热损失，而不仅仅减少能源使用；在20世纪90年代以后，人们逐渐考虑能源利用率；在21世纪以后，重点追求能源的可持续利用[2]。以欧洲为例，提出零能耗住宅标准、零二氧化碳排放标准以及能源自给标准，有部分建筑达到标准并投入使用[3]。德国在世界的建筑节能中一直处于佼佼者位置，是节能技术最为发达的国家之一[4]。在1952年制定《DIN4108—建筑保温》，它规定建筑保温技术的最低要求，提出对建筑能耗的计算以及对围护结构的设计方

4、法。在1976年颁布《建筑节能法》，对新建建筑的保温、隔热等耗能标准作出明确规定[5]。在后来的修改中，逐步要求所有新建筑达到低能耗的标准。法国以三步走的形式对居住建筑的采暖节能进行规划：1974年达到25%、1982年达到45%、1989年达到60%。在1990年法国的建筑能耗占社会总能耗的比例从42%降低到了28%。对于已建建筑进行节能改造，住宅总面积不断增加，但全国的建筑能耗增长的微乎其微，节能效果明显[6~8]。加拿大和一些北欧国家在1979年提出“低能耗房屋”的概念[9]。对于能源使用限值的提出起初只是基于想法，后来发现，这些合理的标准在节约资源的同时，对经济效

5、益也有很好的促进作用，提出节能应该存在于建筑的全寿命周期中。西方发达国家的建筑节能在制度上从低标准逐渐发展到高标准，节能技术从单方面的围护结构和设备方面节能到新技术和新能源的投入使用，提倡全寿命周期的节能。……….2建筑节能优化与节能管理理论综述本章主要论述两大概念，一个是建筑节能优化理论，一个是低能耗住宅全过程节能管理理论。对建筑节能优化进行细化分析，提出不同外围护结构对建筑的影响和非均衡采暖的含义，对低能耗住宅全过程节能管理概念进行整理，指出其重要意义。2.1建筑节能优化概述本节建筑节能优化主要是指外围护结构的优化，对外围护结构各个因素进行分析，指出不同材料对建筑能耗

6、的不同影响，其次提出非均衡采暖理论，在满足舒适度的要求下，最大化的减少能耗。2.1.1外围护结构设计理论1、体形系数体形系数是指建筑与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。当建筑体积不变时，体形系数随着外表面积的增大而增大，相应房间的传热耗热量提高，从而导致建筑总耗热量增大。建筑其余条件不变时，建筑总耗热量随体形系数增大而增大。因此在建筑设计中，尽量不采用体形系数较大的、低层的建筑，同时建筑物的平、立面应该力求规整[19]。对于寒冷地区的建筑节能，应该在保证小的体形系数同时，尽可能多的利用冬季太阳热辐射。表2.1为建设部于2010年发布的《严寒和寒冷地区居住建筑节

7、能设计标准》[20]中对体形系数的限值，对居住建筑的设计有指导意义。……..2.2低能耗住宅全过程节能管理理论对于一般住宅建筑节能管理而言，人们只注重对设计、施工和验收三个阶段的管理，而为了实现节能的最大化，真正意义上实现建筑的节能，应该对建筑实行全过程节能管理，从项目立项、施工，一直到项目的运行阶段[29]，从事前、事中、事后出发，把居住建筑的节能管理工作当成一个系统工程来看待，这样当居住建筑在立项、施工、运行中出现问题时能够更加全面的解决问题，提出更合理的解决方案。住宅建筑在建设和运行过程中会消耗能耗，不同阶段消耗能耗不同