重庆市涪陵区乡村住宅节能设计与策略研究

【摘要】：据统计资料显示,中国建筑能耗约占全国能源消耗量的30%,而农村住宅能耗又占建筑总能耗的17%左右,可见,大力发展农村节能住宅建筑意义重大。最近几年,全国每年建成建筑面积约20亿m2,其中农村住宅一直保持每年近7亿m2的建筑面积。由于传统习惯和建设成本因素,农村住宅仍大量使用实心粘土砖墙、木门、单层玻璃窗等围护结构,由于密闭不严导致的热量损失占到建筑全部热量损失的一半以上。随着农村居民生活水平的提高,各种采暖制冷设备已在乡村住宅中得到广泛使用,这些传统住宅由于保温隔热性能差,自然成为能源消耗大户。鉴于世界乃至我国能源资源的短缺现状,有效减缓建筑能耗的增长,特别是农村住宅建筑能耗的增长已经刻不容缓。我国城乡经济发展水平还存在较大差距,因此根据特定的地域环境,为乡村住宅建设探索一种适宜、经济、可持续的节能发展道路,从而降低乡村住宅建筑能耗有着非常重要的现实意义。 目前,重庆乡村同全国其他乡村一样,随着村民生活水平的不断提高和国家家电下乡优惠政策的落实,家电设备不断增加,尤其是夏季制冷、冬季采暖设备(如空调、取暖器等)的使用越来越普遍。但是,传统的乡村住宅导致现代制冷采暖设备在使用时能效率低,不仅造成了巨大的能源浪费,更加大了村民的生活费用。在重庆多数乡村的住宅建设中尚无建筑节能的意识,更缺乏切合当地实际的乡村住宅节能的建筑设计技术。为此,本文开展了乡村住宅节能设计与策略研究,以期找到降低乡村住宅建筑耗能的有效途径,提高乡村住宅节能、环保的水平。 本研究以重庆市涪陵区乡村住宅建设作为研究对象,首先对对涪陵区所辖的5个街道、18个镇、22个乡的乡村住宅进行了实地随机抽样调查研究,涉及了当地气候条件、自然资源、村民节能意识、耗能电器的应用与种类、村容村貌、乡村住宅选址与建筑材料等七方面内容。 调研结果显示：当地村民住宅多为自由修建,村容村貌既落后也无地域性特色,同时还存在住宅围护结构传热系数大、村民节能环保意识滞后、住宅建筑不注重朝向、日照不足、选址规划不当,住宅室内热环境质量差、建筑能耗高等问题。 由此,文中利用当地自然环境资源比城市好,绿化和水资源较为充足等优势,将建筑设计与乡村的自然生态环境相结合,并充分考虑当地经济基础和物质技术条件,以选址与规划、建筑设计技术作为乡村住宅节能的两个核心层面加以研究,用自然的建筑节能手法改善住宅室内的热环境,努力减少第三层面机械设备系统的使用,从而降低乡村住宅的建筑能耗；立足于地域性角度将建筑节能设计与建筑造型风格设计综合考虑的方式,应用适宜的建筑技术手段,传承地方文脉,将乡村住宅建筑节能设计与住宅造型有机结合,既彰显地域建筑风貌,又实现乡村住宅节能的目的,以填补重庆地区乡村住宅建筑节能设计的空白。 研究得出涪陵区乡村住宅建筑节能设计与最优策略是： 1.对涪陵区的乡村住宅,应根据自然气候选址,考虑利用山坡风来组织穿堂风时,宜平行于等高线布置。 2.考虑涪陵区少日照因素,建筑物应优先选择地势相对平缓、地点相对较低的南坡以获得较多的日照资源；乡村住宅的朝向应主要考虑日照因素,涪陵区乡村住宅朝向总体以南北向,具体以南偏东15°至南偏西5°为适宜朝向。 3.由于涪陵区大多乡村都在山区,受地形限制十分大时,房屋的布局以自由式布置为宜。 4.对于涪陵区乡村住宅,拥有丰富的植被和充足的水资源,可以充分利用常青本土植物进行西墙遮阳,在南面可种植重庆的市树黄桷树(落叶乔木),冬季落叶,夏季遮阳,由于农村室外有大量的土地可以用,可以在住宅周围加强绿化,布置鱼塘,为炎热夏季降低室内空气温度提供自然的冷源。 5.有利于节能的建筑空间组合,尽量选用长方形平面,采取联排布置,层数以3～5层为宜,体型系数控制在0.4以内,屋顶宜选取隔热、防漏效果好的坡屋顶,可获得较好的节能效果。 6.窗户可以选用热工性能较好通风面积大的的塑钢中空玻璃平开窗；窗墙比控制原则：为加强夏季自然通风和冬季防风,东向、北向窗墙比应适当小些,西向不开窗或应尽量开小窗,南向可适当大些。 7.根据本土取材原则,涪陵区乡村住宅的承重墙体可以选择烧结页岩多孔砖,其构造措施：240承重空心砖,内侧20厚保温砂浆,外侧20厚普通砂浆,热惰性指标3.61,传热系数1.26,可以满足重庆的建筑热工设计标准的要求。 8.将建筑节能设计中的建筑措施与建筑造型设计相结合,突显巴渝地域特色,传承建筑历史文脉,找回失落的乡村归宿感,且不失其时代特色。 【关键词】：乡村住宅 节能设计 建筑能耗 地域特色
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TU201.5;TU241.4
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第1章 文献综述12-16
• 1.1 国内研究现状12-13
• 1.2 国外研究现状13-16
• 第2章 绪论16-20
• 2.1 选题意义16
• 2.2 研究目标16-17
• 2.3 研究内容与研究方法17-20
• 2.3.1 研究内容17
• 2.3.2 研究方法17-20
• 第3章 影响建筑设计的气候因素20-24
• 3.1 影响建筑设计的主要自然气候因素20-21
• 3.1.1 日照辐射20
• 3.1.2 湿度20-21
• 3.1.3 环境温度21
• 3.1.4 风21
• 3.1.5 雨水21
• 3.2 重庆市所属气候分区21-22
• 3.3 建筑室内热环境标准22-24
• 3.3.1 热环境质量标准22-23
• 3.3.2 建筑室内空气质量23-24
• 第4章 重庆涪陵区乡村住宅节能现状24-32
• 4.1 自然气候特征24
• 4.2 山地气候24-27
• 4.2.1 日照状况24-25
• 4.2.2 风状况25-27
• 4.2.3 降雨27
• 4.2.4 地形性逆温27
• 4.3 涪陵区乡村住宅现状调查27-32
• 4.3.1 节能环保意识滞后28
• 4.3.2 不重视朝向、通风不良28
• 4.3.3 日照不足28
• 4.3.4 选址、规划不当28-29
• 4.3.5 围护结构种类29-30
• 4.3.6 室内热环境状况差、建筑能耗大30-31
• 4.3.7 涪陵区乡村住宅节能评价31-32
• 第5章 涪陵区乡村住宅节能设计研究32-62
• 5.1 建筑与环境的"系统观"32
• 5.2 适用技术观32-33
• 5.3 适应自然气候的乡村住宅设计策略33-42
• 5.3.1 建筑物根据自然气候选址33-35
• 5.3.2 选择合适的朝向35-36
• 5.3.3 合理的建筑布局36-37
• 5.3.4 住宅室外小气候环境营造37-42
• 5.4 建筑空间组合42-48
• 5.4.1 有利于自然通风的空间组合42-45
• 5.4.2 有利节能的建筑形态45-46
• 5.4.3 减少得热的建筑空间组合46-48
• 5.5 选择合适窗型、加强窗户的节能48-52
• 5.6 遮阳52-56
• 5.6.1 按遮阳构件形状分类52-53
• 5.6.2 按遮阳构件相对于窗口位置分类53
• 5.6.3 建筑构件遮阳53-55
• 5.6.4 夏季不同遮阳措施下窗户的得热比较55
• 5.6.5 遮阳与建筑立面相结合55-56
• 5.7 外围护墙体56-57
• 5.8 屋顶57-59
• 5.8.1 屋顶常用构造57-58
• 5.8.2 进一步加强屋顶隔热的措施58-59
• 5.9 立面造型设计与地域特色相结合59-62
• 5.9.1 延续乡村及地域人文特色59-60
• 5.9.2 乡村住宅的屋顶造型应以坡屋顶为主60
• 5.9.3 乡村住宅建设中立面造型尽量选用当地地方材料60
• 5.9.4 立面造型设计结合建筑设计节能措施、彰显地域风貌60-62
• 第6章 结论与展望62-64
• 6.1 结论62-63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-66
• 致谢66-68
• 发表论文及参加课题68

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