寒地正交胶合木住宅能耗模拟分析及节能设计方法研究

作     者：周思源 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭海博

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 081302[工学-建筑设计及其理论] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：严寒和寒冷地区 正交胶合木(CLT) 住宅能耗 建筑朝向 围护结构 使用模式 

摘      要：建筑业在全球范围内能源消耗严重,随着城市化水平的提升以及人民生活质量的提高,严寒和寒冷地区住宅能耗尤为明显。节能减排是当今世界的主流,也是我国社会发展的共识,正交胶合木(Cross Laminated Timber,CLT)作为生态友好型建筑材料,美观坚固,非常适用于严寒和寒冷地区住宅节能。基于以上背景,本文将模拟验证CLT能够作为一种生态友好型建筑围护体系,为CLT在严寒和寒冷地区居住建筑中的推广使用做铺垫,探索CLT围护体系在严寒和寒冷地区住宅建筑应用中的节能设计方法,丰富国内关于CLT寒地住宅节能设计方法的理论研究。首先本文梳理了国内外既有文献,归纳整理了现阶段CLT在我国的使用现状及发展潜力,同时明确了住宅节能相关影响因素及相关理论基础。其次,选取哈尔滨一栋典型混凝土住宅楼,使用IES软件进行能耗模拟实验。对照组为混凝土住宅,实验组为CLT住宅,从而验证CLT作为围护结构在严寒和寒冷地区的节能性。能耗模拟实验针对建筑朝向、建筑高度、平面类型、围护结构、使用模式方面进行对照实验,使用统计软件进行数据统计分析,量化验证CLT的节能性,同时探索其在严寒和寒冷地区住宅设计中的节能方法。在建筑朝向能耗模拟实验中,验证了CLT住宅相对于RC住宅的节能性,提出了CLT住宅朝向能耗度量表,为日后CLT建筑设计朝向选择提供参考,同时数学建模,可以更精确计算不同朝向CLT住宅的能耗相对值。在建筑高度模拟实验中,验证了CLT住宅的节能性,提出了体形系数的回归方程,同时,探究了分层能耗,发现底层与顶层能耗较高,中间层能耗相近且较低。在平面类型的模拟实验中,确定了板楼相对于塔楼的节能性,为高层CLT住宅平面设计提供参考。在围护结构实验中,通过回归分析,获得围护结构的节能贡献度,针对CLT外墙与CLT屋顶设计进行探究,提出针对各个严寒寒冷分区的CLT外墙构造策略与CLT屋顶构造策略。在使用模式实验中,分别分析了每种模式下的舒适性与节能性,综合比较后选出较为合理的使用模式。