太陽能采暖鄉(xiāng)村建筑室內(nèi)熱環(huán)境差異化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、提升鄉(xiāng)村居民人居環(huán)境質(zhì)量，是社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。我國西藏地區(qū)及西北地區(qū)太陽能資源豐富，因地制宜地發(fā)展太陽能采暖鄉(xiāng)村建筑，在提高鄉(xiāng)村建筑冬季室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的同時(shí)，對(duì)化解鄉(xiāng)村建筑采暖用能與生態(tài)保護(hù)之間的矛盾具有積極的作用，是實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村建筑可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。研究成果對(duì)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展具有一定的指導(dǎo)意義。
　　太陽能是一種清潔的可再生能源，但其能流密度并不高。因此，當(dāng)以太陽能作為鄉(xiāng)村建筑冬季采暖用能時(shí)，難以通

2、過被動(dòng)式技術(shù)有效解決建筑冬季采暖用能的供需矛盾，這已成為了制約太陽能建筑發(fā)展的重要問題之一。本文結(jié)合太陽能豐富地區(qū)鄉(xiāng)村建筑的構(gòu)造特點(diǎn)、居民生活習(xí)慣及冬季室內(nèi)熱狀況，提出基于室內(nèi)空間劃分的太陽能采暖建筑室內(nèi)熱環(huán)境非均勻化的設(shè)計(jì)方法。本文采用調(diào)研測(cè)試、數(shù)值模擬、理論分析相結(jié)合的研究方法，通過建立典型建筑的數(shù)學(xué)物理模型，分析了鄉(xiāng)村建筑在不同室內(nèi)分區(qū)下的熱環(huán)境差異化特征，并對(duì)比分析了不同地區(qū)太陽能建筑差異化室內(nèi)熱環(huán)境特點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)室內(nèi)空間劃分下的

3、太陽能節(jié)能構(gòu)造進(jìn)行了優(yōu)化分析。本文研究得到的主要成果為：
　?。?）由于太陽輻射具有朝向差異性，對(duì)太陽能采暖鄉(xiāng)村建筑室內(nèi)熱環(huán)境差異化進(jìn)行分析時(shí)，提出以“室外綜合溫度”作為室外溫度的邊界條件，本文分別計(jì)算了拉薩、銀川、西安三個(gè)地區(qū)冬季不同月份不同朝向的太陽輻射及室外綜合溫度。
　?。?）對(duì)太陽能采暖鄉(xiāng)村建筑室內(nèi)熱環(huán)境影響因素的分析結(jié)果表明：當(dāng)室外氣象參數(shù)、屋頂熱工參數(shù)一定時(shí)，太陽能采暖鄉(xiāng)村建筑室內(nèi)熱環(huán)境主要受室內(nèi)空間劃分方式、

4、南向窗墻面積比、外墻傳熱系數(shù)、外窗的類型及傳熱系數(shù)等多種因素影響。
　?。?）基于房間功能與室內(nèi)空間分區(qū)相匹配的設(shè)計(jì)理念，提出太陽能采暖鄉(xiāng)村建筑非均勻室內(nèi)熱環(huán)境的建筑模型，結(jié)合拉薩、銀川及西安地區(qū)的冬季氣候條件，對(duì)比分析了拉薩、銀川及西安3個(gè)地區(qū)3種室內(nèi)空間劃分方式對(duì)主要房間室內(nèi)溫度的影響。理論分析及數(shù)值模擬結(jié)果均表明：室內(nèi)空間合理劃分可顯著提高被動(dòng)式太陽能采暖鄉(xiāng)村建筑主要房間的室內(nèi)溫度，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)溫度場(chǎng)的非均勻調(diào)控，但受太陽輻射

5、強(qiáng)度和室外空氣溫度差異的影響，位于不同地區(qū)的建筑，溫度提高幅度有所不同。
　　（4）對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境差異化太陽能建筑進(jìn)行了節(jié)能構(gòu)造優(yōu)化分析，結(jié)果表明，當(dāng)建筑采用夾心保溫多孔磚墻體時(shí)（多孔磚墻厚為290mm，EPS保溫層厚度為80mm），可有效降低建筑采暖負(fù)荷。其中在拉薩地區(qū)降低幅度最為顯著，可降低40.87％；其次是西安，降低了38.74%；最后是銀川，降低了37.45%。
　?。?）在太陽能采暖鄉(xiāng)村建筑墻體中應(yīng)用相變材料在提升