天津地区既有住宅被动式节能改造效果研究

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1、天津地区既有住宅被动式节能改造效果研究ResearchonPassiveandEnergySavingRetrofitDesignofExistingResidentialBuildingsinTianjin工程领域：环境工程（专业）作者姓名：刘玮怡指导教师：周志华副教授企业导师：杜涛高级工程师天津大学环境科学与工程学院二零一七年十二月摘要建筑能耗的日益增长使得低能耗建筑成为研究的热点。被动式建筑凭借其极低的能源消耗量与良好的室内热舒适性在全球范围内逐渐推广开来。被动式建筑主要采用保温和气密性能极佳的围护结构，极大限度地提高建筑的保

2、温隔热性能和气密性，使外围护结构热损失和通风热损失达到最小；通过各种被动式技术，尽可能实现室内舒适的热湿环境和采光环境，最大限度降低对燃烧化石燃料的采暖制冷系统的依赖或完全取消这类采暖制冷设施。本文以改造后的被动式建筑为研究对象，采用软件模拟结合现场测试的方法，对四步节能住宅设计阶段负荷与改造后设计阶段的负荷进行了模拟计算，分析了被动式住宅与四步节能住宅相比在节能方面的优越性。然后对建筑的外围护结构传热系数、建筑结构气密性、新风热回收机组全热交换效率进行测试。针对德国被动房研究所提出的各项被动式建筑标准，对被动式建筑实际运行阶段的各

3、项指标进行模拟和实测分析，评价分析被动式住宅的实际运行情况，并提出改善被动式建筑运行效果的措施。研究结果表明：四步节能建筑经被动式改造之后，负荷与能耗明显降低，冬季能耗下降尤其明显：冬季供热需求降低了81.8%，最大热负荷降低了76.1%；夏季制冷需求降低了48.9%，最大冷负荷降低了52.3%。对改造后的建筑物进行实测，发现被动式建筑在外围护结构传热系数、房间气密性上都没有达到设计要求。基于实测参数的负荷模拟结果显示：被动式建筑的实际冬季供热需求偏大，其主要原因是建筑气密性没有达到标准。改造后被动式建筑的实测运行能耗大于设计能耗和

4、基于实测数据进行模拟计算的能耗。分析原因，一是因为本研究对象是改造建筑，与新建的被动式建筑相比具有先天不足的缺陷；二是寒冷地区空气源热泵在冬季性能系数较低，能源利用率不高。可以考虑采用其他形式的热源来提高冬季的能源利用效率；三是因为此被动式建筑参观人数众多，开门时间较长，极大增加了建筑的冷风侵入耗热量。关键词：建筑能耗，被动式建筑，被动式节能改造，PHPP模拟，实际运行分析IIIABSTRACTWiththeincreaseofbuildingenergyconsumption,lowenergybuildinghasbecomea

5、hotresearcharea.Passivearchitectureispopularizedgraduallyintheworldbecauseofitslowenergyconsumptionandgoodindoorthermalcomfort.Passivehousecangreatlyimprovethebuildingthermalinsulationperformanceandairtightnessthroughtheexcellentbuildingenvelopeinsulationperformancetom

6、inimizetheouterenvelopeheatlossandventilationheatloss;throughavarietyofmeanstoachievethewetenvironmentandcomfortableindoorthermalenvironmentandlightingofthepassivehouseasmuchaspossible,andtominimizedependenceoncombustionheatingfossilfuelandrefrigerationsystemorcomplete

7、lycanceltheheatingandcoolingfacilities.Throughavarietyofmeanstoachievethepassivebuilding,wetenvironmentandcomfortableindoorthermalenvironmentandlightingasmuchaspossible,tominimizedependenceonfossilfuelburningheatingandrefrigerationsystemorcompletelycanceltheheatingandc

8、oolingfacilities.Inthispaper,wefocusthefourstepenergysavingresidentialbuildingsandthereconstructivethepassivehouse.Us