夏热冬冷地区墙体保温数值模拟研究及实验验证

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能源是国家赖以生存和发展的重要物质基础,与社会文明进步息息相关,随着能源消耗量的不断增长,能源供应的可持续性问题日益凸显。而建筑在建造与使用过程中消耗了全球近一半的能源,中国目前的建筑能耗已占到社会总能耗的35%以上,建筑节能不仅成为了当今世界各国共同关注的焦点更是我国经济新常态发展阶段的重要内容。我国长江流域经济发展迅速,建筑能耗增长速度较快,主要气候特征为夏热冬冷,制冷与采暖需求并存,如何降低这一独特建筑气候区的建筑能耗是一个世界性难题。我国夏热冬冷地区建筑节能工作起步较晚,并且一直沿用北方寒冷及严寒地区的墙体外保温节能技术,找到更适合该地区的墙体保温结构意义重大。本文针对夏热冬冷地区分室性、间歇性用能特点,通过实验验证能耗模拟软件的可行性,运用全年与典型日用能分析相结合的方法,从用能一般性与特殊性两个方面对不同墙体结构的节能情况做全面准确的研究。然后分析单位面积上墙体内壁面的热流量,比较不同墙体结构下的室内环境通过墙体向外散失的能量大小关系。不同研究方法最终得到的结果均是内保温墙体结构节能效果最佳,最不推荐建筑墙体不做保温。全年空调用能:夏季内保温墙体结构全年制冷能耗比外保温墙体结构低11.2%;冬季内保温墙体结构全年制热能耗比外保温墙体结构低8.7%。夏热冬冷地区全年内内外保温墙体结构相对于无保温结构的总节能量节能分别为2190.65MJ和1569.05MJ。典型日空调用能:夏季和冬季内保温墙体结构日空调能耗比外保温墙体结构分别低18.9%和13.4%。单位面积热流量:夏季和冬季典型日空调运行时段内保温墙体结构热流密度比外保温墙体结构分别低11.7%和12.45%。此外本文还分析了室内人员使用空调的不同行为习惯在全年及一天24h内空调能耗量,对间歇性用能特点进一步研究。结果表明在不影响室内温度舒适性的情况下,情景一睡前关闭空调工作日早上不开空调;情景二凌晨关闭空调,早上起床后室内温度较低或较高便开启空调人员离开时及时关闭的使用习惯节能效果明显。相对于只要室内环境不舒适便保持空调运行的用能习惯而言,情景一和情景二的全年总能耗分别减少了6140.738MJ和3814.919MJ,人员行为习惯对空调用能情况影响显著。由此节能与每个人息息相关,在不影响舒适度的情况下,提倡出门关闭空调,按需开启空调。本文通过对建筑能耗定性及定量分析,希望能为夏热冬冷地区建筑节能的发展尽到微薄之力。
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