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干热干冷气候农村民居围护结构热工性能研究

付蓉  
【摘要】:建筑能耗不仅与围护结构热工性能相关,还受人的行为模式影响。以我国吐鲁番盆地为代表的干热干冷气候地区夏季炎热干旱,冬季寒冷,围护结构在进行热工设计时需兼顾夏季隔热降温和冬季防寒保温。本文基于课题组在吐鲁番地区进行的关于民居气候适应性设计策略和居民热舒适的现场调研,总结了在满足室内热舒适的前提下,吐鲁番地区农村民居全年使用模式下室内热环境的调节方案;然后利用WUFI PLUS软件对采用该调节方案的典型建筑模型进行全年室内热环境模拟,得到围护结构全年逐时内外边界条件,在此基础上运用WUFI PRO软件对围护结构进行传热数值模拟,将围护结构内表面传热量和内表面温度作为评价指标,研究分析了外墙和屋面保温构造、热惰性指标、传热系数等对节能和室内热舒适的影响。主要结论如下:(1)吐鲁番地区农村民居外墙采用内保温和自保温构造时有利于节能,采用外保温和夹心保温可以在间歇工况下设备关闭后对室内热环境变化起到一定的被动式调节作用,维持室内热环境稳定。(2)传热系数越小越有利于室内热舒适和节能,但是在冬季不采暖工况下,当热惰性指标大于4时,传热系数变化对外墙内表面温度影响不大。(3)全年工况下,热惰性指标变化对外保温墙体和屋面节能影响不大,热惰性指标小反而更节能,但是热惰性指标大的墙体和屋面内表面温度与空气温度的差值更小,更有利于室内热舒适;热惰性指标变化对内保温墙体的采暖能耗影响不大,对制冷能耗有一定影响,并且热惰性指标越大越节能。不同工况下热惰性指标对围护结构内表面温度的影响不同,在连续采暖、不采暖、连续空调、间歇空调工况下,无论围护结构采用内保温还是外保温,热惰性指标越大,屋面和外墙内表面温度与空气温度的差值越小,对室内热舒适越有利,建议均大于4即可;间歇采暖工况下,热惰性指标增大对外保温墙体室内热环境的影响不大,但有利于降低内保温墙体和屋面内表面温度与空气温度差值,建议大于4;夜间通风工况下,若房间为白天使用或全天使用,则屋面和外墙热惰性指标应大于4,若是夜间使用的房间,则热惰性指标小更有利于发挥夜间通风降温潜力。(4)全天采暖房间、间歇采暖但全天使用的房间、夜间通风但全天使用的房间建议采用100mmEPS外保温+厚度大于400mm生土墙和200mm覆土+200mm干草的覆土屋面或200mm覆土+95mmEPS+100mm钢筋混凝土屋面。仅在采暖设备开启后使用的房间和间歇空调工况房间则应采用内保温构造。


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