【摘 要】
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随着社会的发展及人们对高水平生活的追求,中国已成为世界上最大能源消耗国。由于之前建筑节能规范标准较低,我国既有建筑大部分都是高耗能建筑。因此,建筑节能愈发重要,而提高建筑节能效率是实现建筑节能的最佳方法之一。随着国家对住宅建筑节能的重视,改善库存建筑质量,被动房受到普遍关注。因此研究被动房建筑的节能技术具有重要意义。本文以夏热冬冷地区典型城市长沙地区的被动房居住建筑为依托,通过理论分析与数值模拟相
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随着社会的发展及人们对高水平生活的追求,中国已成为世界上最大能源消耗国。由于之前建筑节能规范标准较低,我国既有建筑大部分都是高耗能建筑。因此,建筑节能愈发重要,而提高建筑节能效率是实现建筑节能的最佳方法之一。随着国家对住宅建筑节能的重视,改善库存建筑质量,被动房受到普遍关注。因此研究被动房建筑的节能技术具有重要意义。本文以夏热冬冷地区典型城市长沙地区的被动房居住建筑为依托,通过理论分析与数值模拟相结合的方法重点研究了被动房建筑外围护结构的节能优化设计方法,提出七种建筑节能方案,对比分析出适用与长沙地区最优方案,主要结论如下:（1）通过国内部分被动房建筑项目进行调研及对被动房建筑外围护结构的节能技术进行分析,指出目前国内被动房建筑存在的主要节能问题,并提出相关建议;扩大被动式超低能耗房屋的示范规模;加强被动式超低能耗房屋的技术研发及强化相关标准体系建设。（2）根据《民用建筑热工设计规范》GB50176—2016对各保温材料分别进行了理论计算,最终得到在夏热冬冷地区长沙区域被动房建筑外墙和屋面各保温材料满足《湖南省被动式超低能耗居住建筑节能设计标准》DBJ43/T017—2021围护结构设计规范要求的最小厚度分别为:外墙各保温材料EPS板80mm、XPS板70mm、岩棉板90mm、硬质聚氨酯保温板60mm、酚醛板80mm;屋面各保温材料最小厚度分别为EPS板90mm、XPS板80mm、岩棉板110mm、硬质聚氨酯保温板70mm、酚醛板90mm。（3）确定被动房建筑外墙构造措施,改变各保温材料的厚度,利用能耗模拟软件DeST,对在长沙地区气候下被动房居住建筑基础模型进行能耗模拟计算与对比分析,得出适合该地区的被动房建筑外墙适宜的保温层厚度,综合考虑建筑采暖负荷、制冷负荷及其总负荷的条件下:EPS板时保温层厚度取120mm,外墙传热系数0.344 W/（m2·K）,XPS板100mm,外墙传热系数0.301 W/（m2·K）;岩棉板110mm,外墙传热系数0.336 W/（m2·K）,硬质聚氨酯保温板90mm,外墙传热系数0.247 W/（m2·K）;酚醛板110mm,外墙传热系数0.283 W/（m2·K）。屋面:EPS板厚度优先取120mm,外墙传热系数0.346 W/（m2·K）;XPS板厚度优先取100mm,屋面传热系数0.276 W/（m2·K）;岩棉板厚度优先取120mm,屋面传热系数为0.311W/（m2·K）;硬质聚氨酯保温板厚度优先取100mm,屋面传热系数为0.225 W/（m2·K）;酚醛板厚度优先取110mm,屋面传热系数为0.284 W/（m2.K）,满足规范中最大传热系数要求及所求外墙各保温材料的最小厚度。（4）确定被动房建筑外墙与屋面构造措施,结合调研与DeST-h窗户数据库中的窗户模型选取了十种不同外窗类型。在不同窗墙比下,利用能耗模拟软件DeST,对长沙地区气候下被动房居住建筑基础模型进行能耗模拟计算与对比分析,得出长沙地区被动房建筑的各个方向外窗应优先选择传热系数低的外窗（如9#和10#窗）,且应降低窗墙比;南向外窗也应优先选择太阳得热系数低的外窗（如3#窗）,同时考虑其传热系数对建筑负荷的影响。东西向外窗,在窗墙比增加下,能有效的降低建筑全年累计热负荷,在满足通风采光同时,优先选用传热系数低的外窗并可以适当增加窗墙比。确定被动房建筑外墙、屋面构造措施,窗户类型及窗墙比,利用能耗模拟软件DeST,对长沙地区被动房建筑基础模型进行能耗模拟计算与对比分析,结果表明:长沙地区被动房建筑南向外窗采用遮阳措施时可优先选择水平百叶遮阳的形式。南向、东向、西向外窗窗帘可优先选择百叶窗帘或黑色窗帘;南向外窗窗墙比在满足采光、通风以及日照的基础上可以适当增大。（5）根据模拟分析结果提出七种建筑节能方案,选取夏热冬冷地区A区典型城市长沙市某住宅楼基本参数建立模型。对提出的七种建筑方案进行了能耗模拟对比分析,结果表明:长沙地区的被动房住宅建筑外围护结构中外墙和屋面保温层材料应优先选择硬质聚氨酯保温板;在长沙地区进行被动房建筑节能设计时应着重考虑南向外窗遮阳措施和外窗类型及其窗墙比,且在东西南向外窗遮阳措施采用水平百叶遮阳和百叶窗帘遮阳的条件下,其南向窗墙比可增大至0.5为最优值。
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