寒冷地区被动式住宅舒适性能耗与经济性分析--《北京建筑大学》2014年硕士论文
寒冷地区被动式住宅舒适性能耗与经济性分析
【摘要】：被动式住宅是指不论在冬季还是夏季都不使用有源的供暖和空调系统，仍然可以拥有舒适的室内气候的建筑。我国被动式住宅推广还处于起步阶段，秦皇岛“在水一方”被动式住宅示范项目是我国第一个建成的被动式住宅，其维护结构的关键主要是由高性能的外墙外保温系统、良好的气密性、高效带热回收的通风换气系统、无热桥构造和隔音降噪这五部分组成。
本文以秦皇岛市“在水一方”15号楼被动式住宅为对象，分别对其全年室内环境舒适性、能耗及经济性进行分析。全年室内环境舒适性测试是在2013年1月至9月期间对被动式住宅两间房屋进行生活测试，主要考察指标有室内外温度、相对湿度、CO2浓度、噪音等。将测试数据分别与德国被动式住宅居住舒适性指标和我国65%节能住宅舒适性指标进行对比，结果表明“在水一方”被动式住宅不仅满足我国65%节能住宅舒适性指标还基本满足德国被动式住宅舒适性指标要求。
本文使用清华大学DEST-c建筑环境系统模拟软件，按照秦皇岛“在水一方”15号楼外形参数建立数字模型，分别按照德国被动式住宅标准和河北省秦皇岛市65%节能住宅的标准设置外围护结构参数，建立两个模型。在地点、房间功能及作息等参数相同的条件下进行能耗模拟计算，将两者模拟计算结果进行比较分析，结果表明一个采暖季内被动式住宅可比65%节能住宅节约能耗23.1kW h/m2a，提高能耗指标74%，一个空调季节约能耗4.85kW h/m2a，提高能耗指标21%，被动式住宅节约能耗效果显著。
同时对被动式住宅和65%节能住宅的成本造价进行比较，分析被动式住宅的投资回收年限及每年节约标煤量及减少的二氧化碳排放量。结果表明被动式住宅增加的成本为428.85元/m2，其回收年限为16.5年。“在水一方”被动式住宅示范项目一年可以节约标煤796吨，减少二氧化碳排放量2204吨，节约采暖运行费用210万，效果显著。
【关键词】：
【学位授予单位】：北京建筑大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2014【分类号】：TU241;TU111.195【目录】：
摘要3-4Abstract4-8第1章 绪论8-15 1.1 引言8 1.2 被动式房屋国内外发展现状及趋势8-14
1.2.1 被动式房屋的概念及性能指标8-10
1.2.2 被动式房屋国外发展综述10-13
1.2.3 被动式房屋国内发展综述13-14 1.3 课题研究内容14-15第2章 被动式住宅舒适性分析15-37 2.1 秦皇岛在水一方被动式住宅工程概况15 2.2 秦皇岛在水一方被动式住宅主要围护结构技术措施15-26
2.2.1 围护结构外墙外保温措施15-17
2.2.2 围护结构门、窗保温隔热措施17-18
2.2.3 良好的围护结构气密性18-23
2.2.3.1 气密性施工措施18-19
2.2.3.2 气密性检测方法19-21
2.2.3.3 秦皇岛在水一方被动式住宅气密性检测21-23
2.2.4 防热桥措施23
2.2.5 高效热回收冷暖空调23-25
2.2.6 隔音降噪措施25-26 2.3 被动式住宅舒适性指标测试方法及背景26-29
2.3.1 德国被动房与国内 65%节能房屋各项技术参数比较26
2.3.2 舒适度测试指标26-27
2.3.3 测试背景27
2.3.4 测试方法及仪器27-29 2.4 采暖季被动式住宅舒适性测试数据及分析29-34
2.4.1 二十四小时室内外温度测试数据及分析29-31
2.4.2 十四天室内外温度变化数据及分析31-32
2.4.3 十四天室内湿度 CO2浓度测试数据及分析32-33
2.4.4 噪音数据与分析33
2.4.5 采暖季被动式住宅舒适性分析小结33-34 2.5 过渡季被动式住宅舒适性测试数据及分析34 2.6 空调季被动式住宅舒适性测试数据及分析34-36
2.6.1 室内外温度数据及分析34-35
2.6.2 室内相对湿度及 CO2浓度数据及分析35-36 2.7 本章小结36-37第3章 被动式住宅能耗性分析37-53 3.1 建筑能耗的计算方法及模拟软件介绍37-40
3.1.1 建筑能耗计算方法的介绍37
3.1.2 建筑能耗模拟软件的介绍37-40
3.1.2.1 Energy Plus38
3.1.2.2 DOE-238-39
3.1.2.3 PHPP39
3.1.2.4 DEST39-40 3.2 被动式住宅能耗模拟40-50
3.2.1 住宅建筑模型的建立40-44
3.2.2 气象参数设定44-45
3.2.3 各功能房间内部热扰参数设定45-48
3.2.3.1 地下室内部热扰参数设定45
3.2.3.2 楼梯间内部热扰参数设定45-46
3.2.3.3 住户内部热扰参数设定46-48
3.2.4 维护结构参数设置48-49
3.2.5 建筑全年模拟负荷分析49-50 3.3 百分之六十五节能住宅能耗模拟50-52
3.3.1 围护结构参数设置50-51
3.3.2 建筑全年模拟负荷分析51-52 3.4 模拟结果对比分析52 3.5 本章小结52-53第4章 被动式住宅经济性分析53-58 4.1 被动式住宅与 65%节能住宅建筑成本计算53-55 4.2 被动式住宅成本回收分析55 4.3 被动式住宅节能效果减排分析55-57
4.3.1 冬季供暖耗煤量55-56
4.3.2 夏季供冷耗煤量56
4.3.3 被动式住宅太能热水系统56-57
4.3.4 节约标煤总量及减少二氧化碳排放总量57 4.4 本章小结57-58第5章 总结与展望58-60 5.1 总结58 5.2 展望58-60参考文献60-64攻读硕士期间发表的论文64-65致谢65
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京公网安备75号被动式节能住宅
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被动式节能住宅
&作品名称:被动式节能住宅
&设计单位:
&作品地点:伦敦
&&&&该住宅有四个茂盛的绿色房顶，建设主旨是节约能源，为可持续环保住宅树立标准。BereArchitects的主管JustinBere在受到德国被动式住宅和物理学家WolfgangFeist发明的科技工艺的启发后，于2002年着手建造他自己的住宅。他用颗粒状高炉矿渣代替水泥建造了低二氧化碳混凝土房基和一层楼板，为室内温度的稳定和夏季自然的凉爽提供热质量。房屋周围有三层的玻璃窗，墙壁是0.5米厚的绝热材料，这些能节省最高95%的能量开销。太阳能热水系统还能将多余的热量排入10米长的泳池。雨水还可以被循环利用于卫生间和屋顶花园。多余的雨水将被储存在3000公升的地下水箱中以备使用。四个屋顶花园的土质不同，入口处还种植了40株桦树，和两片野花草地，以便更好地吸引大黄蜂，家雀等野生动物。还有池塘为鸟类和昆虫提供饮水和清洁的场所，砖墙中建了鸟巢，还有小灌木丛和山楂树丛，这一切将这个住宅变为市中心的一片野生生物的绿洲。
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