發(fā)布時間：2019-01-20 09:08

【摘要】：關(guān)中地處陜西中部,冬季寒冷,夏季炎熱,具有西北地區(qū)典型的氣候特征。關(guān)中鄉(xiāng)村居住建筑在城鎮(zhèn)化過程中,逐漸從窯洞、夯土建筑過渡到磚混建筑,而建筑用能由以生物質(zhì)能為主的非商品能源轉(zhuǎn)變成以電、煤、天然氣為主的商品能源。關(guān)中鄉(xiāng)村居住建筑多為單體建筑,分布分散且總面積巨大,建筑耗能量巨大。在當前能源危機的大背景下,建筑節(jié)能迫在眉睫。本文通過深入調(diào)研,對當前關(guān)中鄉(xiāng)村地區(qū)的區(qū)域范圍和氣候特征進行了全方位的分析研究。通過對調(diào)研資料歸納整理,結(jié)合關(guān)中地區(qū)的氣候特征與關(guān)中鄉(xiāng)村居民對建筑室內(nèi)熱舒適的需求,設(shè)定了關(guān)中鄉(xiāng)村居住建筑近零能耗目標——比現(xiàn)有民居建筑節(jié)能75%。從關(guān)中農(nóng)村的生活習慣及民居的發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā),建立了優(yōu)化設(shè)計的模型。在此基礎(chǔ)上,進一步研究了建筑朝向、體形系數(shù)、空間布局、窗墻比、圍護結(jié)構(gòu)熱工性能、建筑遮陽和自然通風7個設(shè)計參數(shù)對建筑能耗的影響,以期使建筑更加接近近零能耗的目標。通過能耗模擬軟件對比模擬分析,確定單個設(shè)計參數(shù)的最優(yōu)范圍。同時利用多因素分析方法——正交實驗法對其中的6個參數(shù)進行組合分析,模擬計算了25種不同的組合,研究分析了各個因素對關(guān)中鄉(xiāng)村居住建筑能耗的影響趨勢、因素間的主次關(guān)系及使能耗最低的設(shè)計因素組合模式。同時,本文對當前鄉(xiāng)村地區(qū)主動式利用可再生能源的技術(shù)策略進行了調(diào)研分析總結(jié),并結(jié)合關(guān)中鄉(xiāng)村地區(qū)適宜使用的可再生能源具體情況,提出關(guān)中地區(qū)居住建筑適宜的主動式利用可再生能源的技術(shù)策略,主要包括太陽能、生物質(zhì)能兩種形式的適宜技術(shù),并對兩種可再生能源利用技術(shù)進行了集成分析。最后,根據(jù)本文對關(guān)中地區(qū)近零能耗居住建筑的設(shè)計原則的總結(jié),從建筑平面、剖面、立面進行優(yōu)化設(shè)計,并選擇了適宜的可再生能源利用方案,通過能耗模擬的預(yù)測與可再生能源利用的計算,得出了該方案與現(xiàn)有民居建筑相比,節(jié)能率可達到83.09%,達到了節(jié)能75%的近零能耗目標。
[Abstract]:Guanzhong is located in the central part of Shaanxi Province. It is cold in winter and hot in summer. In the process of urbanization, the rural residential buildings in Guanzhong have gradually changed from caves and rammed earth buildings to brick and concrete buildings, and the energy used in buildings has changed from non-commercial energy based on biomass energy to commercial energy based on electricity, coal and natural gas. Guanzhong rural residential buildings are mostly single buildings, scattered and large total area, building energy consumption is huge. Under the background of the current energy crisis, building energy conservation is imminent. In this paper, the regional scope and climate characteristics of rural areas in Guanzhong are analyzed and studied. Through summing up the investigation data, combining the climate characteristics of Guanzhong area and the rural residents' demand for indoor thermal comfort in Guanzhong area, this paper sets up the goal of near-zero energy consumption of the rural residential buildings in Guanzhong, which is 75% more energy efficient than the existing residential buildings. Based on the living habits of Guanzhong rural areas and the present situation of residential development, a model of optimal design is established. On this basis, the influences of seven design parameters, such as building orientation, body shape coefficient, spatial layout, window to wall ratio, thermal performance of enclosure, building shading and natural ventilation, on building energy consumption are further studied. In order to make the building closer to the goal of near zero energy consumption. The optimal range of a single design parameter is determined by comparing and analyzing the simulation software of energy consumption. At the same time, the orthogonal experiment method is used to analyze the six parameters, and 25 different combinations are simulated and calculated. The influence trend of each factor on the energy consumption of rural residential buildings in Guanzhong is studied and analyzed. The primary and secondary relationships among factors and the design factor combination model to minimize energy consumption. At the same time, the technical strategies of active use of renewable energy in rural areas are analyzed and summarized in this paper, and combined with the specific situation of suitable renewable energy in Guanzhong rural area. The technical strategies for active use of renewable energy for residential buildings in Guanzhong area are put forward, which mainly include solar energy and biomass energy, and the integration analysis of the two renewable energy utilization technologies is carried out. Finally, according to the summary of the design principle of the near zero energy consumption residential building in Guanzhong area, the optimum design of building plane, section and elevation is carried out, and the suitable renewable energy utilization scheme is selected. Through the prediction of energy consumption simulation and the calculation of renewable energy utilization, it is concluded that compared with the existing residential buildings, the energy saving rate of this scheme can reach 83.09, and the goal of energy saving near zero energy consumption of 75% can be achieved.
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU241.4;TU201.5

【參考文獻】

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本文編號：2411892