中国不同气候区气象参数与被动房建筑制冷能耗的相关性研究开题报告

 2020-02-18 07:02

1. 研究目的与意义(文献综述)


近年来,我国楼宇经济迅速发展,每年新增建筑面积18-20亿平方米,而且每年建设部有近亿平方米的既有建筑节能改造任务。如何使新建建筑建设和既有建筑的改造更加节能,尤其是空调系统能够充分利用有利的气候条件,避免能源浪费,同时提高建筑环境的舒适度,其中非常重要的一点就是要准确把握我国不同建筑气候区的气候变化特征,充分考虑气候变化开展建筑节能,为政府决策和建筑设计部门节能设计提供依据。我国地域辽阔,横跨多个气候带。按建筑气候分 区分为i~Ⅶ 大区 ;按城市建筑热工设计分区分为严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖、温和五大区。各地域气候分区的差异较大,采取统一的能耗要求既不科学也不合理。气候是决定建筑能耗的关键因素,特别是对建筑的空调能耗。所以应该在新建建筑节能设计和既有建筑节能改造中充分考虑不同气候区气象参数与被动房建筑制冷能耗的相关性及气候情景下能耗特征,做好气候和气候变化不同的应对和适应。

被动式超低能耗建筑(被动房,passive house) 是由建筑节能理念与新材料、新技术、新能源等科学 集成而成,其建筑概念始于 20 世纪 80 年代。1988 年,瑞典隆德大学阿达姆森教授和德国的菲斯特博士首次提出,是在低能耗建筑的基础上建立起的概念。概念基于被动房应该是不使用主动供暖和空调系统就 能够维持舒适的室内热环境的建筑 。世界第一栋被动房由德国菲斯特博士于1991 年 在达姆施塔特建成,集高保温隔热的门窗及建筑墙体、具有热回收的通风系统以及良好室内空气质量于一体, 成本仅比普通房屋高7%,而运行成本则非常低,利 用太阳能就可以满足供热、供电的要求,在节能、舒适、经济方面效果良好。目前,被动房作为超低能耗和高舒适度的绿色节能建筑,在世界许多国家的民用和公共建筑等领域中得到推广应用。被动房已经成为人类应对世界气候变化和节能减排的利器,以及未来建筑节能发展新方向。我国正处于飞速发展阶段,被动房的研究、推广和应用,将成为我国建筑节能和可持续发展战略的一大助力。

国外研究概况

世界第一栋被动房由德国菲斯特博士于1991 年 在达姆施塔特建成。21 世纪,被动式超低能耗建筑(被动房) 已逐渐成为欧洲国家的主流建筑节能技术,以不断提高建筑能效水平来应对气候变化,实现可持续发展。 2002 年,欧盟通过《建筑能效指令》(epbd),并于2010 年进行修订。该指令要求欧盟国家在 2020 年前, 所有新建建筑必须达到近零能耗。并在2020 年之后, 欧盟 27 个国家将全部采用被动式房标准建设,所有新 建房屋要达到被动式超低能耗建筑标准。欧洲许多国家都在积极制定超低能耗被动房的发展目标和技术政策,建立适合本国特点的被动房标准及相应技术体系: 比利时从2015 1 1 日起,所有新建建筑按被动 式房屋标准建造 ;英国要求2016 年后新建建筑达到 零碳排放,2019 年后公共建筑达到零碳排放 ;德国通 过大幅度提升围护结构热工性能和气密性,同时利用高效新风热回收技术,将建筑每年每平方米的供暖需 求降低到 15 kw·h 以下,使新建建筑达到近零能耗的 节能目标 ;奥地利有望在2040 年成为世界上第一个 无石化能源消耗的国家 ;丹麦要求2020 年后的居住 建筑,全年每平方米的能耗降低至 20 kw·h 以下,到 2050 年将成为化石能源零依赖的国家。

国内研究概况

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2. 研究的基本内容与方案

对不同地域环境和气候分区的被动房应采取不同的设计标准和技术措施。无论是在寒冷地区还是在温暖地区,进行被动房设计时,所秉承的概念和原理是基本一致的,被动房需要与所在地区的气候条件相适应。被动房设计必须能够适应不同的地域气候和环境,需要重点考虑的是依据不同气候分区的差异、拟建项目的功能需求和项目实际情况有针对性地调整技术措施和有效手段。

2.1拟定的技术路线

  1. 借助phpp、ep等软件对不同气候区的被动房进行建模,根据不同气候区 的气候特点,设定相应的太阳辐射、湿度等气象参数。对相应地区的典型被动房建筑进行建模;

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    3. 研究计划与安排

    4月10日,查阅文献并调研,编制开题报告;

    5月10日,完成中期阶段报告;

    6月10日,提交毕业论文。

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    4. 参考文献(12篇以上)

    [1] fokaides, p. a., christoforou, e., ilic, m., amp; papadopoulos, a. (2016). performance of a passive house under subtropical climatic conditions. energy and buildings, 133, 14-31.

    [2] georges, l., berner, m., amp; mathisen, h. m. (2014). air heating of passive houses in cold climates: investigation using detailed dynamic simulations. building and environment, 74, 1-12.

    [3] gong, x. z., akashi, y., amp; sumiyoshi, d. (2012). optimization of passive design measures for residential buildings in different chinese areas. building and environment, 58, 46-57.

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