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严寒地区低能耗建筑热工特性及供暖系统研究

黄硕  
【摘要】:21世纪,能源问题已成为全球普遍关注的热点。在我国,建筑能耗占总能耗比重的25%左右。随着我国公民物质生活水平的提高,保证建筑热舒适性与降低建筑能耗之间的矛盾也日益激化。如何降低建筑能耗已成为了建筑界亟待解决的课题。在这个背景下,低能耗建筑和新能源技术为缓解上述矛盾开拓了重要的领域。 为减少在严寒地区极端的气候条件下产生的建筑能耗,结合“开源节流”的节能设计思想,本文通过仿真模拟的研究方法,从该地区低能耗建筑的围护结构热工特性及其新能源供暖系统特性两方面进行分析,探讨低能耗建筑在严寒地区的应用。 本文在《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ26-2010)和《黑龙江省居住建筑节能65%设计标准》(DB3/1270—2008)的基础上,比较分析新型节能围护结构材料的热工特性,设计出两个适合严寒地区的低能耗建筑,通过EnergyPlus软件,同普通建筑在围护结构各部分耗热量和全年能耗进行对比分析,验证了两个低能耗建筑模型均达到了节能70%的目标;并利用模拟建筑自然室温,比较分析各模型全年的热舒适性,得出低能耗模型不但全年自然室温波动较小,而且在哈尔滨既有采暖期开始前和结束后的一段过渡时期内自然室温仍然在16℃以上,具有较好的热舒适性。 在新能源系统技术方面,选择利用太阳能和地热能为低能耗建筑供暖,分别建立了太阳能-燃气锅炉供暖系统和太阳能-土壤源热泵供暖系统。通过编写MATLAB模拟程序,将两种系统的供暖特性及节能程度进行仿真分析,对新能源供暖系统在严寒地区低能耗建筑中的能耗和运行费用做出了定量的分析。


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