寒冷地区农村太阳能住宅研究

【摘要】： 随着我国乡村生活水平的提高,农村居住建筑的耗能量也在不断上涨。为了改变传统农村住宅热工性能差、建筑耗能大的现状,一种新型节能农宅应运而生。而其中对太阳能应用的研究,可有效的缓解我国能源紧缺局面,更有利于节能建筑的发展和推广,对广大农村普及应用节能住宅具有十分重要的现实意义和深远的历史意义。 本文以北京地区农村居住建筑为主要研究对象,在对太阳能住宅体系理论分析的基础上,针对京郊地区农户的住宅能耗现状进行了实地调研走访,并对挂甲峪村太阳能住宅的室内环境进行了现场测量,较全面地研究了太阳能住宅的热环境和能耗状况。研究结果表明:当采用太阳能采暖系统以后,在室外平均室温仅为-3.7℃的条件下,室内采暖房间的平均温度能达到10.1℃,且全天最大温度波动仅为3.1℃。经测算太阳能集热系统每年能为农户节约能量5878KWh,相当于每户节省了2820元的采暖和取热费用。 为了使新型太阳能住宅适应一些比较贫困的农村地区,进一步扩大其在农村的应用范围,本文提出了被动式太阳能房的节能策略。通过对农村住宅整体规划布局、单体设计以及细部构造技术等一系列优化设计研究,并通过理论计算和运用清华大学DeST-h能耗模拟软件进行动态模拟,对被动式太阳房设计方案的节能效果加以验证。结果表明:被动式太阳能房的冬季采暖负荷为21.09 W/㎡,已接近北京城区的建筑节能设计值20.6W/㎡的要求。而传统农宅的采暖热负荷为67.79W/㎡,是设计标准值的3.3倍。当室外平均气温只有-3.3℃时,被动式太阳房的室温波动幅度较小,仅为3.6℃,其全天平均自然室温比传统农宅高出了3.16℃。相比传统农宅,被动式太阳房在采暖期间每户节约煤炭3540.25Kg,节能率达到了69.1%。通过对该方案的经济性评价可知,被动式太阳房的初增投资可在7.35年全部回收。 研究证明:该被动式太阳房对农村的住宅节能具有现实意义和推广价值,未来前景广阔,值得在寒冷地区的广大农村中加以应用。 【关键词】：太阳能住宅 主动式 被动式 室内热环境 节能率
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TU241.4;TU18
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 选题背景与研究意义9-11
• 1.1.1 选题背景9-10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.3 研究目的14-15
• 1.4 研究内容及组织结构15-16
• 2 太阳能住宅及能耗评估体系研究16-32
• 2.1 太阳房的定义和分类16-25
• 2.1.1 主动式太阳房16-20
• 2.1.2 被动式太阳房20-25
• 2.2 太阳房的能耗评估方法25-31
• 2.2.1 静态分析理论依据26-30
• 2.2.2 动态模拟工具选取30-31
• 2.3 小结31-32
• 3 北京地区农村节能住宅调研分析32-48
• 3.1 北京市建筑气候特征32-33
• 3.2 北京市建筑能耗现状33-34
• 3.3 北京市农村住宅能耗调研34-35
• 3.4 新农村节能住宅定量化研究35-47
• 3.4.1 调研地区基本情况概括35-36
• 3.4.2 建筑单体设计分析36-37
• 3.4.3 建筑节能设计分析37-44
• 3.4.4 调研数据分析44-47
• 3.5 小结47-48
• 4 农村被动式太阳房定性化研究48-68
• 4.1 太阳能房建造的客观条件48-49
• 4.2 建筑节能规划设计49-51
• 4.2.1 建筑场址选择49
• 4.2.2 建筑体型选择49-50
• 4.2.3 建筑朝向选择50-51
• 4.3 被动式太阳能住宅庭院及单体设计51-61
• 4.3.1 总体布局及院落绿化52-53
• 4.3.2 住宅层高、层数及进深的确定53
• 4.3.3 住宅平面、立面设计53-57
• 4.3.4 采光和通风设计57-59
• 4.3.5 围护结构设计59-61
• 4.4 太阳房节能性理论计算61-67
• 4.4.1 物理模型61-62
• 4.4.2 室内空气平均温度计算62-64
• 4.4.3 太阳房的节能率计算64-67
• 4.5 小结67-68
• 5 动态能耗模拟与经济性评价68-79
• 5.1 模型的建立68-73
• 5.1.1 物理模型68-69
• 5.1.2 数学模型69-70
• 5.1.3 内扰及围护结构设定70-73
• 5.2 动态模拟结果分析73-75
• 5.3 结果验证75-76
• 5.4 经济性评估76-78
• 5.5 小结78-79
• 6 结论79-81
• 6.1 结论79-80
• 6.2 展望80-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-84
• 附录84

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

国外太阳能建筑发展现状    庄宇;张秀丽;

窗户采光设计与分析    徐浩;高伟业;

风力机叶片预弯技术的数值模拟    郭婷婷;吴殿文;张强;李少华;

基于室内均匀辐射场的西北农村节能建筑热工设计    朱轶韵;刘艳峰;刘加平;

太阳能热风采暖系统与村镇建筑一体化研究    李宪莉

高寒地区利用太阳能改善农户热舒适性的实证研究    罗光华

寒冷地区小型独立住宅低碳化设计研究    王雯萱

寒冷地区村镇住宅节能技术研究    任国辉

太阳能低温热水地板辐射采暖系统的开发与应用研究    窦硕

北方寒地独立住宅中智能化与功能性结合的探讨    季荆菁

既有居住建筑围护结构节能改造效益综合评价研究    魏晓东

新疆农村住宅应用被动式太阳能采暖的可行性研究    邱宏伟

农村住宅的现状及新农村住宅的展望    章昊;

太阳热水器与住宅建筑一体化设计探讨    刘辉;

太阳能热水器节能技术在住宅小区的应用    陈伟

主动式太阳房的应用技术    周燕,谢军龙,沈国民

我国建筑能耗趋势与节能重点    江亿;

埋管地板辐射供暖技术节能分析    贾俊英

太阳能低温地板辐射采暖系统的探讨    齐政新,李岩

解读北京建筑节能新标准——《居住建筑节能设计标准》    张锡虎,贺克瑾

浅谈建筑维护结构保温与节能改造    王龙;

节能技术在我国建筑领域的应用现状分析    张忠华;

夏热冬暖地区中庭的天窗型式与耗能    彭小云;

外围护结构保温工程施工中的质量控制    张杰;

中国采暖与空调负荷的分布特征及与外界影响要素的关系    吕思强;永村一雄;井川憲男;

陶粒湿屋面传热过程的有限元解法    杨红霞;戴天兴;崔保龙;吴小强;

四川省被动式太阳房气候分区探讨    祁清华;冯雅;谷晋川;

玻璃幕墙建筑的节能研究    邸芃;杨阿丽;王垚;

东部地区居住建筑热环境及能耗现状调查分析    葛翠玉;杨柳;

夏热冬暖地区中庭玻璃能耗分析    彭小云;

恩施农村住宅现状分析及新农村住宅研究    张劲松;

北京市昌平区农村居民点用地演变机理研究    苏高华;陈方正;郑新奇;杨斌;

集热蓄热墙式太阳房的室内环境模拟分析    沈娇;李德英;

南京地区湖水源热泵应用及关键技术    郝小充;

太阳能保温猪舍的结构设计与效益分析    高殿义;王树仁;于飞;袁玉明;姜兆鸿;夏平彦;

传统与现代的和谐——浙江安吉农宅的生态实践    李涛;

智能化控制系统在铁路车站节能中的应用    陈西虎;

太阳能综合试验房技术    江猛;舒水明;胡新华;丁国忠;吴一梅;

论会所设计    王娅;吴骅堃;

浅谈玻璃建筑的保温节能技术    黄晓曼;

太阳能热水器与建筑一体化浅谈    李纪国;孙伯华;崔维龙;

太阳能采暖技术在建筑中的应用    冯巍;李慧敏;

玻化微珠整体式保温隔热建筑研究    代学灵

活化生土基低碳节能村镇建筑材料研究    谭晓倩

集成GUD系统的低能耗建筑设计研究    石峰

严寒地区太阳能-土壤耦合热泵季节性土壤蓄热特性研究    张文雍

建筑蓄热与自然通风耦合作用下室内温度计算及影响因素分析    周军莉

高层住宅太阳能热水系统一体化设计研究    杜晓辉

既有建筑节能改造管理研究    张琦

藏西南边远地区直接受益式太阳能采暖研究    肖伟

重庆都市区城市非建设用地的规划研究    舒沐晖

季节性蓄热太阳能—土壤耦合热泵系统运行特性及优化    王潇

地方建筑适宜性节能设计研究    葛志伟

河南太阳能热水器与住宅一体化设计研究    刘磊

大型热电厂间接连接供暖系统对新型墙体节能建筑供暖能耗分析    赵博

基于TRNSYS的空调系统自动控制仿真器的开发    迟光亮

城市能源规划中建筑冷负荷预测方法研究    王振江

风机盘管占空比模糊控制器的开发与试验研究    李凯

乡村绿色住宅设计研究    吴庆驰

居住建筑室内设计中的建筑节能策略研究    丁翠

建筑节能技术在某示范楼中的应用研究    高洋

夏热冬暖地区建筑围护结构节能设计方法与构造在工程上的应用研究    林海

农村住宅节能技术研究现状分析    刘建龙;陈文;谭超毅;

寒冷地区农村住宅节能设计探讨    董海荣;祁少明;刘树岭;朱子君;

北方采暖地区既有居住建筑节能改造融资方案设计    金占勇;韩青苗;孙金颖;刘长滨;

新农村建设中太阳能采暖技术的应用    蔡伟;解国珍;闫树龙;吴刚;张新兴;

太阳能地板辐射采暖系统的应用研究    贺立三;刘振波;高林朝;高艳军;

太阳能·地源热泵供暖系统在新农村中的应用前景探讨    李国栋;解国珍;梁辰;法晓明;

国内外绿色建筑评估体系分析    张玉菊;

寒冷地区农村住宅太阳能采暖技术与应用实践    管振忠;王崇杰;薛一冰;王德林;

外墙外保温技术在北方住宅中的应用    张军

属性层次模型AHM——一种新的无结构决策方法    程乾生

基于GPRS的远程智能家居控制系统设计    许浩;张仁杰;何嘉璟;杨晓辉;

东北地区居住建筑太阳能热水器应用前景探析    柴广益;

生物质炭催化重整热解焦油技术研究    尤占平

适应夏热冬冷地区气候的建筑表皮之可变化设计策略研究    李保峰

区域农村生活能源生态经济系统研究    李国柱

光伏太阳能热泵的动态分布参数模拟与实验研究    何汉峰

地源热泵与太阳能集热器联合供暖系统研究及仿真分析    吴晓寒

上海高层住宅外界面太阳能系统整合设计研究    史洁

黄、渤海沿岸被动式太阳能建筑热性能的研究    赵金玲

西藏地区被动太阳能建筑采暖研究    王磊

太阳能建筑整合设计对策研究    赵群

基于被动式设计策略的气候分区研究    夏伟

北方寒冷地区农村住房节能改造方法研究    高倩

一种新型太阳能空气集热器的热性能研究    冯其明

寒冷地区住宅环境的绿色设计因子    赵群

低温热水地板辐射采暖系统的节能性分析及系统的优化设计    刘成林

太阳房及其组件的热性能研究    郝改红

冬季空调房间室内热环境特性的研究    肖勇强

太阳能集热器辅助提高日光温室地温的应用研究    王奉钦

低温地板辐射采暖数值模拟及其性能分析    周兴红

寒冷地区住宅建筑采暖节能综合设计与分析    陈华

夏热冬冷地区住宅建筑室内物理环境质量研究    杨捷

空气源热泵辅助加热太阳能集中热水系统的设计和应用    陈新;白冰;

绿色低碳社区之路的探索    唐海玥;

夏热冬冷地区既有建筑围护结构节能改造技术研究    卢晨怡;陈月萍;

小型水平轴风力发电机的仿真优化模拟    宋冬辉;方世杰;蔡国忠;

空气源热泵与燃气锅炉辅助加热太阳能供热水系统的设计和应用    何芳兵;吴俐俊;王文平;

一种新型渗透式太阳能空气集热器的热性能研究    高煜

基于BIM的太阳能建筑设计初探    石莹

ZS公司太阳能取暖器项目商业计划书    杨达

北京山地建筑太阳能直接利用的若干问题研究    霍进

高校太阳能光伏屋面电站的设计、安装及并应用研究    陈琨

太阳能空气集热器热性能的实验和模拟研究    郭春杰

北方日光温室猪舍热环境测试与模拟的研究    孙丽丽

太阳能供热系统的优化设计研究与应用    陈晨

平板太阳能集热系统的数字化设计    杨艳丽

建筑中太阳能技术应用及其开发碳减排项目的可行性分析    赵妍

论太阳能建筑一体化设计    王崇杰,赵学义

塑料埋管地板辐射采暖的热性能分析    宗立华

地板辐射供暖在生理卫生方面的特点    杨文帅,王荣光,凌继红,张于峰

住宅低温地板辐射采暖的技术分析    张安诗,金志利,李文龙

埋管地板辐射供暖技术节能分析    贾俊英

太阳能集热器系统的仿真研究    叶宏,葛新石,魏蔚

低温地板辐射采暖    王荣光

塑料埋管地板辐射供暖的热性能分析    宗立华

地板辐射供暖的节能效应分析    亢燕铭,沈恒根,徐惠英,杨善勤

太阳能技术在德国建筑中的应用    周正楠

小城镇太阳能住宅——馨园小筑    朱培世

太阳能住宅    

欧洲最现代化的太阳能住宅工程:德国弗莱堡的太阳能城    杨春风,万屹

国外流行的太阳能住宅    史官云;

高寒区村镇太阳能住宅节能墙体    巴特尔，李智

你喜欢生态能源住宅吗?    顾军;

德国住宅广泛利用太阳能    

阳光地带:弗莱堡城    李忠东;

新颖奇特的太阳能住宅    苑金生，张洪武

德国住宅广泛利用太阳能    

谈太阳能住宅设计应考虑的问题    董新平;李建召;李晓静;

高湿热地区太阳能住宅的实验研究    杜晖;胡东南;谢绿萍;缪军;

小城镇太阳能住宅——馨园小筑    朱培世;

浅谈太阳能利用进社区    杨兆平;

德国弗莱堡的太阳能城——欧洲最现代化的太阳能住宅工程    杨春风;万屹;

太阳能在建筑采暖方面的应用    吕宜文;

太阳能热水器与住宅建筑一体化设计    刘辉;

阳光住宅的实现——大连大有恬园住宅小区太阳能热水器供应工程    杨丽;徐永军;

当前建筑中太阳能利用的现状分析    梅留杰;何立权;

当前国内外建筑中太阳能能源利用的现状分析    张科萌;王振江;

太阳能住宅    建筑游人

太阳能住宅催生日本低碳生活    朱昌海

浙江关注太阳能住宅应用    本报记者 翁醉

皇明太阳能拟年内登陆A股市场    本报记者 叶勇

太阳能热水器市场开始聚热    本报记者　 刘丁

推广太阳能住宅难算“三本账”    本报记者 赵晖

国外太阳能住宅发展现状    关畔澄

走进德国太阳能生态住宅区    经济日报驻柏林记者 魏爱苗

国外积极发展太阳能住宅    郑经

院校学生军参与大胆尝试　新生代太阳能建筑设计亮相国际大赛    吴林

寒冷地区农村太阳能住宅研究    吴皓俊

北方农村太阳能住宅优化设计及测试分析    吴振荧

太阳能十项全能竞赛建筑设计研究    孙昊天

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    张宁

预制式太阳能集热板的设计与测试    刘春慧

北京山地建筑太阳能直接利用的若干问题研究    霍进