混凝土夹心秸秆砌块试点建筑保温性能研究

【摘要】：能源短缺是制约社会经济发展的短板,合理有效使用能源是人类可持续发展必须坚持的原则。在我国经济高速发展的背景下,一次能源消费量急剧增加,而建筑能耗占社会总能耗的30%左右,并且这一比例有持续上升的趋势,所以建筑领域的节能潜力很大,对进一步加快建设资源节约型、环境友好型社会以及保障我国能源安全意义重大。在建筑能耗中,农村住宅由于经济科技水平限制,建筑能耗水平一直居高不下,但其节能潜力较大,未来也是建筑节能工作的重点。在建筑节能材料快速发展的背景下,混凝土夹心秸秆砌块作为一种新型墙体自保温材料,在严寒地区、寒冷地区使用推广,符合墙体节能改革的需要,具有广阔的市场和应用前景。本文的一系列研究为该砌块在农村住宅中广泛应用提供试验依据及数值模拟依据。混凝土夹心秸秆砌块的研究有着重大的学术价值、工程意义和经济效益。近年由于农民生活方式的改变,大量农作物秸秆被堆弃、焚烧,已成为PM2.5主要来源之一,对人民的生存环境造成了一定的不利影响。黄淮海地区村镇建筑多采用粘土烧结砖、普通混凝土空心砌块等块材,粘土烧结砖耗费大量能源与土地资源,普通混凝土空心砌块热工性能差。因此,开发利用混凝土夹心秸秆砌块这种新型节能建材,对于减少围护结构传热,降低建筑物的耗能,达到节能环保目标有重要意义。针对以上问题与现状,课题组利用农作物秸秆制备绿色保温建材、改善村镇建筑热湿环境方面开展了许多研究工作。本文的研究对象是新型节能建筑——混凝土夹心秸秆砌块房屋,通过试验测定其耗冷量指标及采暖耗电量指标,对其保温性能和吸放湿性能展开试验研究,探明混凝土夹心秸秆砌块房屋的整体保温节能性能。前期主要通过物理实验对房屋耗能测试,后期通过我国自主研发的建筑能耗模拟软件DeST对试验进行模拟分析,对比分析混凝土夹心秸秆砌块房屋的保温性能。并用DeST分析建筑物的层高、朝向、窗墙比、窗户类型、墙体材料对建筑物的能耗影响。希望本文的研究能对寒冷地区乃至整个夏热冬冷地区建筑节能工作的开展提供部分理论依据和工程应用价值。 【关键词】：混凝土夹心秸秆砌块 建筑能耗 数值模拟 建筑节能
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU522.3
【目录】：

• 中文摘要8-9
• Abstract9-11
• 1 前言11-18
• 1.1 研究背景与意义11-13
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意义12-13
• 1.2 研究目的13
• 1.3 国内外砌体建筑节能发展情况13-15
• 1.3.1 国外发展情况13-14
• 1.3.2 国内发展情况14-15
• 1.4 农作物秸秆建材吸放湿特性15-16
• 1.5 研究内容及方法16-17
• 1.6 研究技术路线及创新点17-18
• 2 农村住宅节能现状与存在问题分析18-24
• 2.1 住宅节能设计与热工分区18-19
• 2.2 农村住宅发展概况19-21
• 2.2.1 农村住宅发展简史19-20
• 2.2.2 寒冷地区农村住宅围护结构现状分析20-21
• 2.3 农村住宅节能存在问题及分析21-22
• 2.3.1 农村冬季采暖现状分析21
• 2.3.2 农村住宅节能发展存在的问题21-22
• 2.4 新型节能方式研究22-24
• 3 试点建筑保温性能测试及评价24-35
• 3.1 试点建筑工程概况24-27
• 3.1.1 混凝土空心砌块特点25-26
• 3.1.2 秸秆压缩块特点26-27
• 3.2 混凝土夹心秸秆砌块墙体热工性能研究27-28
• 3.3 试验过程及结果分析28-35
• 3.3.1 试验设备28-29
• 3.3.2 试验方案29
• 3.3.3 试验过程29-30
• 3.3.4 试验结果分析30-35
• 3.3.4.1 冬季恒功率试验30-31
• 3.3.4.2 冬季恒温度试验31-32
• 3.3.4.3 夏季试验32-33
• 3.3.4.4 结果分析33-35
• 4 DeST软件对试点建筑能耗模拟分析35-52
• 4.1 建筑模拟软件的产生与发展35
• 4.1.1 建筑模拟软件的产生35
• 4.1.2 建筑模拟软件的发展35
• 4.2 几种常用能耗模拟软件性能对比分析35-39
• 4.2.1 Doe-2 软件35-36
• 4.2.2 EnergyPlus软件36
• 4.2.3 DesignBuilder软件36-37
• 4.2.4 ECOTECT软件37
• 4.2.5 PKPM软件37-39
• 4.3 DeST软件能耗模拟分析39-44
• 4.3.1 DeST的主要特点39
• 4.3.2 DeST的结构39-41
• 4.3.3 DeST对试验情况的模拟分析41-44
• 4.4 各因素能耗影响分析44-52
• 4.4.1 建筑层高对能耗的影响44-45
• 4.4.2 建筑朝向对能耗的影响45-46
• 4.4.3 窗墙比对能耗的影响46-48
• 4.4.4 窗户类型对能耗的影响48-50
• 4.4.5 墙体材料对能耗的影响50-52
• 5 结论与展望52-54
• 5.1 主要结论分析52
• 5.1.1 物理试验结果分析52
• 5.1.2 数值模拟结果分析52
• 5.2 存在问题及下一步展望52-54
• 6 参考文献54-57
• 7 致谢57

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