北方地区集合住宅被动式太阳能采暖策略及应用分析报告

【摘要】：目前,北方地区住宅冬季采暖以煤和电力为主要能源,存在着能耗大、效率低、热舒适差、CO2排放量大的问题。由于住宅采暖能耗占建筑能耗的40%,而建筑能耗又在社会总能耗中占有相当大的比例,可以说住宅采暖能耗的多少直接关系着我国社会总能耗情况。太阳能十项全能竞赛及台达杯国际太阳能建筑设计竞赛关注于太阳能等可再生能源在住宅上的应用,推广被动式设计在住宅中的应用,展示了被动式利用太阳能,减少甚至避免住宅建筑采暖能耗的可能性；同时,我国财政部和建设部从2006年起,开始组织可再生能源的建筑应用示范项目,这些项目中以太阳能为代表的可再生能源广泛应用于住宅的采暖上,充分显示了我国对北方地区住宅采暖能耗问题的重视。但是,相比国外“被动房”、“零能耗住宅”,我国的被动式太阳能采暖技术应用还处在较低的水平,需要借鉴国外及设计竞赛的先进设计理念和实践经验,有针对性的进行集合住宅被动式采暖设计研究与应用。 通过大量的文献阅读,笔者归纳总结了已有被动式太阳能采暖的相关理论,通过对国际太阳能建筑设计竞赛获奖方案以及实际工程的分析,从相关理论、设计理念到技术设计策略,从设计方案到实施项目,总结了适用于北方地区集合住宅的被动式太阳能采暖技术应用策略。 笔者以2011年台达杯国际太阳能建筑设计竞赛为契机,开始针对呼和浩特市的太阳能住宅设计,通过对当地自然条件的分析,结合之前总结的被动式太阳能采暖技术策略,从建筑的总体规划设计、外围护结构设计和平面设计等方面,实现被动式太阳能技术与建筑的一体化设计；通过对室内热功能分区、通风及采光的组织,营造舒适的室内环境；另外在设计过程中还通过Ecotect软件模拟计算了建筑室内通风、采光,提供了科学的设计依据。 作为工程硕士论文,本文最大的特色是理论联系实践。最后,衷心地希望本研究分析报告,能为被动式太阳能采暖在北方地区集合住宅中应用的推广提供一些有效的参考和建议。 【关键词】：北方地区 集合住宅 被动式太阳能采暖 设计策略
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TU832;TU18
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-30
• 1.1 分析背景11-17
• 1.1.1 我国北方地区住宅采暖现状分析11-12
• 1.1.2 太阳能等可再生能源的节能减排优势12-13
• 1.1.3 太阳能等可再生能源在住宅建筑上的应用可行性13-17
• 1.2 分析目的与意义17-18
• 1.2.1 分析目的17
• 1.2.2 分析意义17-18
• 1.3 分析对象18-21
• 1.3.1 北方地区18-21
• 1.3.2 被动式太阳能采暖设计策略21
• 1.3.3 集合住宅21
• 1.4 国内外研究进程与现状21-27
• 1.4.1 研究进程简述22-23
• 1.4.2 国外发展现状23-26
• 1.4.3 国内研究现状26-27
• 1.5 研究方法27-29
• 1.5.1 文献阅读总结相关理论28
• 1.5.2 资料分类数据统计28
• 1.5.3 案例分析28
• 1.5.4 设计验证及量化辅助分析28-29
• 1.6 论文框架29-30
• 2 北方地区集合住宅被动式太阳能采暖的设计理论分析30-45
• 2.1 被动式太阳能建筑中的热能流动30-31
• 2.2 自然环境对被动式太阳能建筑的影响31-34
• 2.2.1 气候因素对被动式太阳能建筑的影响31-32
• 2.2.2 地理纬度因素对被动式太阳能建筑的影响32-33
• 2.2.3 地貌因素对被动式太阳能建筑的影响33-34
• 2.3 适用于集合住宅的被动式太阳能采暖设计策略34-42
• 2.3.1 被动式太阳能采暖技术34-40
• 2.3.2 补充采暖措施40-42
• 2.4 集合住宅的室内舒适性设计42-44
• 2.4.1 集合住宅的室内环境舒适性42-43
• 2.4.2 集合住宅的温度分区43-44
• 2.5 本章小结44-45
• 3 竞赛获奖作品及工程实例分析45-60
• 3.1 竞赛获奖作品中被动式太阳能设计策略总结分析45-53
• 3.1.1 采暖策略46-50
• 3.1.2 通风策略50-51
• 3.1.3 采光策略51-53
• 3.1.4 一体化设计策略总结53
• 3.2 程案例研究——梅园一号生态公寓53-59
• 3.2.1 自然条件53-54
• 3.2.2 工程概况54-56
• 3.2.3 被动式太阳能采暖技术应用情况56-59
• 3.3 本章小结59-60
• 4 呼和浩特市集合住宅被动式太阳能采暖策略应用分析60-84
• 4.1 设计依据60-62
• 4.1.1 自然环境条件60
• 4.1.2 可再生能源利用条件60-61
• 4.1.3 设计要求61-62
• 4.2 方案设计62-68
• 4.2.1 设计说明62-63
• 4.2.2 透视图部分63-64
• 4.2.3 总平面图64
• 4.2.4 平面图部分及户型设计说明64-66
• 4.2.5 立面图、剖面图66-68
• 4.3 被动式太阳能采暖系统与建筑的一体化设计应用策略分析68-81
• 4.3.1 技术措施的综合利用68-69
• 4.3.2 总体设计策略——朝向、选址及体型控制策略69-71
• 4.3.3 采暖系统与外围护结构的一体化设计策略71-73
• 4.3.4 外围护结构的保温隔热设计策略73-77
• 4.3.5 辅助采暖措施77-78
• 4.3.6 通风系统设计78-80
• 4.3.7 采光系统设计80-81
• 4.3.8 节水系统设计81
• 4.4 本章小结81-84
• 4.4.1 被动式设计策略小结81-82
• 4.4.2 存在问题82-84
• 5 结论与展望84-87
• 5.1 主要结论84-85
• 5.2 后续研究展望85-87
• 参考文献87-90
• 作者简历90-92
• 学位论文数据集92

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