寒冷地区小型建筑被动式设计参量对节能贡献率的研究

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时间:2019-05-15

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1、寒冷地区小型建筑被动式设计参量对节能贡献率的研究StudyonEnergy-savingContributionRateofPassiveParameterstoSmallBuildingsinColdRegionsofChina学科专业:建筑学研究生:朱永新指导教师:党睿副教授刘刚副教授天津大学国际工程师学院二零一七年十二月中文摘要我国目前的能源消耗巨大,我国每年的能源消耗总量仅次于美国居于世界第二。而我国的能源消耗中建筑的能耗占近三成左右,因此,我国建筑节能面临着较为严峻的形式。国内外针对建筑节能设计的研究大多是关于大型公共建筑的节能,而往往忽视小型建筑的节能。本文以寒冷地

2、区(天津地区为例)的小型居住建筑及小型办公建筑为研究对象,通过实地调研及资料整理,进行建筑能耗的模拟,并进行不同变量的敏感性分析,以基于节能贡献率等的量化关系来给予建筑师在小型建筑设计上的节能优化建议。本文的具体研究内容如下:(1)对寒冷地区小型居住及办公建筑现状的调研分析通过现场调研及施工图纸收集工作,对于寒冷地区小型居住建筑和办公建筑现状进行整理与分析,总结出该两类建筑的空间体量、体型朝向、功能布局及围护结构的共性特点,并归纳出需要优化的节能策略。(2)材料参量对于建筑能耗的量化关系的研究根据分类,将基于建筑围护结构中由于材料属性而影响建筑能耗的参量定义为材料参量,其中包括

3、建筑墙体的传热系数、屋面的传热系数,外窗的传热系数、SHGC值等参量。通过敏感性分析,控制单一变量,探求各个变量对于建筑能耗影响的量化关系,并归纳出相关性数学模型。(3)建筑技术参量对于建筑能耗的量化关系的研究同样,将基于建筑于空间组合变化而影响建筑能耗的参量定义为技术参量,其中包括建筑朝向、空间尺寸、立面窗墙比、建筑遮阳形式等参量。针对实际调研现状及相关规范建议与要求,确定参数的变化阈值与步长,研究其在阈值内对于建筑能耗影响的量化关系,并归纳出相关性数学模型。(4)总结归纳基于节能贡献率的空间设计及优化方法通过上述分析,可以获得不同的材料参量和技术参量对于建筑能耗影响的量化关

4、系,从而总结出基于节能贡献率的不同建筑参量对于建筑能耗影响所产生的权重,以归纳出综合节能性和经济性的小型建筑设计优化方法。关键词:小型建筑能耗模拟节能贡献率被动式技术IABSTRACTChina'scurrentenergyconsumptionishuge,whichrankedsecondintheworldaftertheUnitedStates.Whileenergyconsumptiononthebuildingaccountedforabout30%ofthetotalamount.Therefore,Chinaisfacingasevereproblemonbui

5、ldingenergysaving.Mostoftheresearchesonbuildingenergy-savingdesignareabouttheenergysavingoflargepublicbuildings,ignoringthatofsmallbuildings.Inthispaper,thesmallresidentialbuildingsandsmallofficebuildingsincoldregions(Tianjinarea)aretakenastheresearchobject.Thesimulationofbuildingenergyconsu

6、mptionisthesensitivityanalysisofdifferentpassiveparametersbasedonfieldinvestigationanddatacollation.Thispaperaimedtogiveenergy-savingoptimizationrecommendationsofsmallbuildingtothearchitects.Thespecificcontentsofthispaperareasfollows:(1)Investigationandanalysisofthestatusquoofsmallresidentia

7、landofficebuildingsincoldareasSortoutthestatusquoofsmallresidentialbuildingsandofficebuildingsinthecoldareas,bythefieldresearchandconstructiondrawingscollection.Thensumupthecommoncharacteristicsofsmallbuildingsinspacevolume,bodyorientation,function

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