“双碳”目标的严寒地区农宅被动式节能改造研究

作     者：胡颢 

作者单位：东北石油大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马令勇;盛江

授予年度：2022年

学科分类：081302[工学-建筑设计及其理论] 08[工学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：被动式节能改造 方案评价 碳排放 采暖能耗 室内热环境 

摘      要：随着“双碳目标的提出,对建筑总能耗中占比达三分之一的严寒地区农宅进行节能改造成为实现碳减排的途径之一。对农宅进行围护结构改造以及附加阳光间优化因其具有高效、经济、简便的特点,常在农宅被动式节能改造中应用。但是,在农宅改造工程中,以单目标-能耗和设计者的主观意愿来决定改造方案,缺少对改造方案的整体把控,以及对成本、成本增量、碳减排等多种目标的综合考虑,改造缺乏科学的、客观的评价机制。因此如何科学合理地对农宅进行被动式节能改造成为本文的研究重点,为节能建设、碳减排工作推进提供参考。本文以严寒地区农宅为对象,开展被动式节能改造研究。首先,通过调研杏树岗村农宅现状,梳理现有被动式节能技术,构建典型农宅模型;其次,优化围护结构构造,采用正交试验法构建分析围护结构多要素耦合方案;再次,优化附加阳光间,以此为基础构建附加阳光间多要素耦合方案;最后,结合两种被动式节能技术,构建多要素耦合的综合节能改造方案,通过熵值法对改造方案进行多目标评价,并计算其全生命周期碳排放量。具体研究内容如下:1.总结杏树岗村农宅调研情况,梳理被动式节能技术现状,使用EnergyPlus软件建立典型农宅,提供研究基础。2.研究比选严寒地区农宅围护结构构造,对围护结构材料进行优化,以此选定围护结构改造方案的要素和水平值。通过正交试验构建分析围护结构多要素耦合改造方案,明确围护结构不同要素在围护结构改造中对能耗的影响权重,了解围护结构节能改造的改造偏重。研究结果表明,改善窗户性能是改造重点且权重高达86.23%。3.探讨附加阳光间形式,并进一步对玻璃类型、进深、窗墙比、屋面等要素进行优化,以此选定附加阳光间优化方案的要素和水平值,构建并分析了附加阳光间多要素耦合优化方案,明确不同阳光间要素的影响权重。研究结果表明,阳光间屋面材料优化对方案影响最大,权重达31.14%4.在前面研究的基础上,构建农宅多要素耦合的综合节能改造方案,得出综合改造中不同要素及水平值对综合改造的影响权重。通过熵值法选定多指标进行综合节能改造方案评价,得出最优综合改造方案,同时计算其全生命周期碳排量为181.18t,与原农宅相比可节约碳排放量132.66t。本文研究成果旨在为今后严寒地区农宅被动式节能改造工作提供一定的理论和数据支持。