夏热冬冷地区被动房热环境特性与能耗分析

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人类文明的进步,引领着建筑形式与功能的不断完善。随着近年来能源与环境问题的不断加剧,使得建筑的设计与发展,不再盲目为了追求室内环境,而无节制的消耗能源。为提高建筑节能设计水平,改善人们居住环境,近十年来,起源于德国的、以被动式节能为主、主动式节能为辅的被动房在我国得到了较快发展。由于我国发展被动房起步较晚,缺乏相关技术积累和设计规范指导,并且我国目前的示范项目主要是集中在与德国气候条件接近的严寒及寒冷地区。因此,对于我国其他气候区,特别是既要考虑夏季制冷又要兼顾冬季采暖的夏热冬冷地区而言,关于被动房的发展潜力与相应设计策略,还需要进一步深入研究。本文旨在对夏热冬冷地区被动房的热环境特性与能耗情况进行分析,并探究相应的通风设计策略,为夏热冬冷地区被动房的发展提供一些建议。本文首先介绍被动房的基本理念、研究与应用发展历程、主要技术措施,然后通过分析夏热冬冷地区的气候特点,以及与其他气候区的差异,采用问卷调查的方式对夏热冬冷地区的建筑用能情况、室内热感觉、居民节能意识等方面进行了调查研究。为探究夏热冬冷地区被动房建筑的热环境与负荷情况,通过室内环境模拟软件De ST模拟分析与实验测试相结合的方式,进行被动房与普通节能建筑的对比研究,分析夏热冬冷地区被动房在不同季节工况下的发展优势与存在的问题,并以被动房理论为基础,结合当地气候特点,探究适宜的通风设计策略。研究发现,相较于普通节能建筑,被动房在冬季的保温效果更为显著。在室内热扰与太阳辐射作用下,被动房基本只需在部分时段进行采暖就能满足冬季室温需求,采暖时间要明显低于普通节能建筑。被动房具有更强抗室外环境干扰能力,热环境相对稳定,另外,被动房的全年累计负荷也明显低于普通节能建筑。整体上,被动房在冬季的节能效果要优于夏季。由于在夏季与过渡季节,被动房优良的保温性能与气密性能可能会阻碍房间散热并导致室温较高。基于气候降温潜力(CCP)分析方法与De ST数值模拟,对比分析了不同气候区典型城市夏季夜间通风的降温潜力,虽然夏热冬冷地区被动房的通风降温潜力不如北方地区,但降温需求较大,通过适当增加通风换气次数能够有效的降低室内温度与建筑负荷。过渡季节的降温效果优于夏季,且由于夏季7、8月份的室外气温较高,通风降温与降低冷负荷的效果稍弱,不建议将夜间通风作为唯一的降温与节能手段。
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