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附加阳光间式被动式太阳房在蒙城县农村地区自建房的应用

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附加阳光间式被动式太阳房在蒙城县农村地区自建房的应用

作者：张家才安徽建筑大学

学位级别：硕士

在乡村振兴战略背景下,改善农村人居环境,建设美好乡村已经成为了我国当下的重要战略,作为农业大国,我国农村既有建筑数量巨大,且因自建房缺少建筑技术和专业的施工技术,导致农村既有住宅室内热环境较差。为了获得舒适的室内热环境,建... 详细信息

在乡村振兴战略背景下,改善农村人居环境,建设美好乡村已经成为了我国当下的重要战略,作为农业大国,我国农村既有建筑数量巨大,且因自建房缺少建筑技术和专业的施工技术,导致农村既有住宅室内热环境较差。为了获得舒适的室内热环境,建筑能耗较大,尤其我国北方,冬季采暖导致环境污染、能耗增加等问题;为了兑现我国在2030年实现二氧化碳排放量不再增加的承诺,更好地落实“碳中和”、“碳达峰”理念,农村既有住宅通过采用绿色改造,改善室内热环境的研究变得越来越重要。本文针对蒙城县农村自建房应用被动式太阳房情况进行调研,对蒙城农村居民的生活、生产方式进行总结,整理既有自建房的典型形式。笔者通过实践改造,将自建房应用附加阳光间,对一层客厅温湿度实测,并将测试的数据进行整理分析,比较应用被动式太阳房前后自建房一层客厅温、湿度的实测数据,得出附加阳光间式被动式太阳房对自建房一层客厅室内热环境有改善效果。再利用Designbuilder对典型自建房现状和应用被动式太阳房改造进行建模,通过改变附加阳光间（被动式太阳房）的材料、进深、窗墙比,比较应用被动式太阳房前后自建房室内温度、舒适度的模拟数据,以此为依据评估各个方案的优缺点,得出蒙城县农村地区改善自建房室内热环境效果的最佳阳光间形式。考虑到被动式太阳房在夏季对建筑可能造成的过热现象,选择冬季最佳效果的阳光间形式进行夏季热环境模拟分析,得出夏季在合理打开阳光间通风口的前提下,阳光间夏季不会导致自建房一层室内温度升高。通过蒙城县农村自建房利用附加阳光间式被动式太阳房改善室内热环境的策略,改变附加阳光间的形式,模拟出自建房室内热环境相关的量化图表和数据,从而评价附加阳光间对自建房室内热环境的影响效果,并得出理想的的阳光间形式。在生态环境日益恶化,能源消耗严重的今天,农村既有住宅的节能改造和绿色发展变得越来越重要,希望本文可以为以后蒙城乃至皖北农村自建房的绿色发展带来一定的启发。图[97]表[30]参[51]

关键词：被动式太阳房附加阳光间室内热环境蒙城农村地区自建房 Designbuilder

寒冷地区村镇附加阳光间住宅围护结构能耗实测分析

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太阳能学报 2022年第4期43卷 264-270页

作者：秦力刘佳楠史巍东北电力大学建筑工程学院吉林132012

针对寒冷地区村镇附加阳光间典型住宅,在采暖期平均气温最低月份现场实测了典型住宅围护结构能耗情况,测试内容包括热环境、采暖耗热量、围护结构热工缺陷及传热系数,为进一步了解掌握村镇典型住宅能耗缺陷提供了实测数据。实测结果表明... 详细信息

针对寒冷地区村镇附加阳光间典型住宅,在采暖期平均气温最低月份现场实测了典型住宅围护结构能耗情况,测试内容包括热环境、采暖耗热量、围护结构热工缺陷及传热系数,为进一步了解掌握村镇典型住宅能耗缺陷提供了实测数据。实测结果表明:住宅气密性较差,传热系数均不满足规范要求,外墙超标率高达165.23%,外墙、屋顶和外窗理论值与实测值相差分别为16.82%、3.04%、23.07%;采暖耗热量超标率为109.43%;附加阳光间比室外平均温度高7.47℃,但其温度不稳定,测试期间供暖卧室温度达到14℃的天数仅占47%。最后通过分析测试数据提出合理选择附加阳光间形式和围护结构节能措施等节能设计建议,推进附加阳光间在寒冷地区村镇住宅的应用。

关键词：被动式太阳房寒冷地区能耗现场测试附加阳光间节能

附加阳光间型被动式太阳房热负荷简化计算方法研究

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附加阳光间型被动式太阳房热负荷简化计算方法研究

作者：田师果西安建筑科技大学

学位级别：硕士

附加阳光间型被动式太阳房广泛应用于我国太阳能丰富地区,由于其受室外空气温度、太阳辐射双波动外扰影响,导致附加阳光间型被动房热负荷波动较大,传统稳态算法难以满足计算精度要求,需采用动态算法,而已有的科研软件如Dest、Energyplus... 详细信息

附加阳光间型被动式太阳房广泛应用于我国太阳能丰富地区,由于其受室外空气温度、太阳辐射双波动外扰影响,导致附加阳光间型被动房热负荷波动较大,传统稳态算法难以满足计算精度要求,需采用动态算法,而已有的科研软件如Dest、Energyplus、Trsnsy等模拟软件上手难度大、建模过程复杂等原因难以在工程设计领域中大规模推广应用。基于此,本研究建立了附加阳光间型被动建筑传热模型,分析了附加阳光间型被动建筑热负荷构成,研究了围护结构参数对各项传热量的变化规律,提出了被动建筑热负荷简化计算方法,并开发了适用于工程设计人员使用的动态负荷计算软件。主要研究内容和结论如下:（1）分析了被动房传热过程,建立了附加阳光间型被动房传热数学模型。在忽略内表面互辐射的前提下,附加阳光间型被动建筑基础耗热量分解为被动部件传热量、重质墙体传热量、门窗传热量、冷风渗透传热量;分别针对各项传热过程建立了其传热数学模型,其中,基于周期反应系数,建立了附加阳光间被动部件和重质墙体传热数学模型;基于逐时稳态热过程,建立了门窗传热数学模型;基于冷风渗透传热过程,建立冷风渗透传热数学模型。并就各项传热模型进行分析,将非南向重质结构传热量和附加阳光间被动部件传热量的简化计算作为本研究的研究重点。（2）分析了不同气象条件下墙体构造对的重质墙体传热量的影响规律,提出了热负荷系数法的重质墙体传热量的简化计算模型。通过重质结构周期反应系数传热模型,分析了不同气象条件下围护结构构造和朝向对重质结构传热量的影响规律,进而提出了热负荷系数法的重质结构传热量计算思路,建立了热负荷系数计算模型,按照城市-构造-朝向的数据结构给出热负荷系数计算结果。（3）模拟分析了附加阳光间传热量随关键结构参数的变化规律,提出附加阳光间传热量简化计算模型。基于附加阳光间传热模型,模拟分析了附加阳光间传热量与进深、窗墙比等结构参数之间的关系,提出基于公用墙体传热量变化系数和阳光间空气温度变化系数的附加阳光间传热量简化计算方法。结果显示,公用墙体传热量变化系数和阳光间空气温度变化系数仅与地区和围护结构类型有关,具有地点和围护结构的唯一性。进而建立了典型城市关键结构参数与公用墙体传热量和阳光间空气温度的经验模型,提出了以墙体传热量变化系数结合墙体传热量经验模型计算公用墙墙体传热量的简化计算模型,以及阳光间空气温度变化系数结合阳光间空气温度经验模型计算阳光间空气温度进一步以阳光间空气温度计算公用墙内门传热量的公用墙内门传热量简化计算模型。（4）结合门、窗、冷风渗透、重质结构及被动结构传热量简化计算模型,形成了被动房热负荷简化计算方法,并利用工程数据验证了简化计算方法的准确性,进一步开发了适用于工程设计应用的被动房热负荷计算软件。为验证方法的准确性,建立了附加阳光间型被动房物理传热模型计算被动房热负荷并与简化模型计算结果进行对比,结果表明,本研究提出的简化计算方法可以准确计算被动房热负荷。结合集热蓄热墙传热量简化计算模型,采用C#语言开发被动房热负荷计算软件,实际工程测试结果显示,软件计算误差小于10%,满足工程设计要求。

关键词：被动太阳房热负荷附加阳光间热负荷系数法简化计算方法软件开发

附加阳光间式建筑热过程模拟与能耗分析——以银川、太原为例

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建筑节能（中英文） 2023年第6期51卷 37-41页

作者：席新宇周乐乐周菁楠徐启鹏张家宸浙江省肿瘤医院杭州310022 中国科学院杭州医学研究所杭州310022 浙江精科空间规划技术有限公司诸暨分公司浙江绍兴311800

附加阳光间式太阳房在冬季的节能效果显著,但在夏季是否会导致建筑过热、冷负荷过大,需要具体分析。同时,如何通过自然通风等措施解决夏季过热问题需要进一步研究。利用DeST-h软件,选取位于银川和太原的建筑进行了室温计算和负荷分析,... 详细信息

附加阳光间式太阳房在冬季的节能效果显著,但在夏季是否会导致建筑过热、冷负荷过大,需要具体分析。同时,如何通过自然通风等措施解决夏季过热问题需要进一步研究。利用DeST-h软件,选取位于银川和太原的建筑进行了室温计算和负荷分析,比较了太阳房和常规建筑全年的室温和负荷情况,并对夏季两地完全封闭式阳光间与逐时自然通风策略建筑的负荷情况进行了计算。结果表明:相比常规建筑,太阳房自然室温高,热负荷小,冷负荷大,夏季存在过热问题。夏季对阳光间进行逐时通风后,太阳房建筑冷负荷明显减小,建筑能耗降低。因此对于新建被动太阳房,可以考虑在夏季采用逐时通风、增加遮阳、优化阳光间进深等措施,以降低建筑冷负荷。

关键词：附加阳光间太阳房 DeST 自然室温经济性分析

基于效益评价的寒冷地区农宅附加阳光间优化研究

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建筑科学 2023年第4期39卷 130-138页

作者：王朝红杨阳魏广龙河北工业大学建筑与艺术设计学院天津300130 河北省健康人居环境重点实验室天津300130

附加阳光间作为寒冷地区农房的有效节能手段在政府、专家学者、农户3个层面都受到了广泛认可,基于经济因素对农房建设起到的重要影响作用,附加阳光间在寒冷地区特别是经济欠发达地区农村的广泛推广还处于起步阶段,本文综合考虑节能效益... 详细信息

附加阳光间作为寒冷地区农房的有效节能手段在政府、专家学者、农户3个层面都受到了广泛认可,基于经济因素对农房建设起到的重要影响作用,附加阳光间在寒冷地区特别是经济欠发达地区农村的广泛推广还处于起步阶段,本文综合考虑节能效益、经济效益、环境效益,通过对选用不同立面及顶面材料附加阳光间的农宅进行室内热环境实测及Design Builder软件模拟对农宅附加阳光间进行优化研究,结果表明:附加阳光间设计参数建议值为1.2~1.5 m进深、窗墙比为100%、透明围护结构材料为双层结构、屋顶倾角在不影响层高的情况下取最大值。在室内设计温度为18℃时建有优化后附加阳光间的典型农宅采暖能耗可降低17.9%。透明围护结构为10 mm中空PC板阳光间经济性最好,其静态回收期为8.8年。使用寿命内增设优化后附加阳光间的典型农宅每户可减少排放二氧化碳3.5 t、二氧化硫176.2 g、氮氧化物1 057.2 g、粉尘422.9 g。

关键词：附加阳光间农村住宅效益评价 PC板太阳能供暖

附加阳光间与节能火墙耦合供暖改善农村室内热环境

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农业工程学报 2011年第11期27卷 232-235页

作者：陈明东史宇亮青岛农业大学建筑工程学院青岛266109 青岛农业大学园艺学院青岛266109

为改善农村住宅冬季室内热环境,对青岛地区农村住宅进行了附加阳光间和节能火墙改造。通过对附加阳光间与节能火墙耦合供暖的房屋及相同结构的对比房室内温度及室外温度的监测,研究了寒冷季节室内温度随室外气象条件变化情况。结果表明... 详细信息

为改善农村住宅冬季室内热环境,对青岛地区农村住宅进行了附加阳光间和节能火墙改造。通过对附加阳光间与节能火墙耦合供暖的房屋及相同结构的对比房室内温度及室外温度的监测,研究了寒冷季节室内温度随室外气象条件变化情况。结果表明:耦合供暖房屋室内平均空气温度比对比房室内平均空气温度高10.1℃,最高温差达13.2℃,最低温差5.4℃。通过对改造房屋节能率分析计算得出耦合供暖房屋节能率为72.8%,证明了该地区改造附加阳光间和节能火墙是可行且经济的。

关键词：能量效率耦合供暖附加阳光间节能火墙

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附加阳光间在西宁机场航站楼的应用研究

暖通空调 2022年第5期52卷 14-18页

作者：周敏许安琪柯信瓯姚赪中国建筑西北设计研究院有限公司西安西安建筑科技大学西安西部机场集团青海机场有限公司西宁

附加阳光间作为被动式阳光房的一种形式已在民用建筑中大量应用,而登机桥可以看作航站楼的附加阳光间。基于此理念对西宁机场航站楼登机桥提出2种实施方案,并采用实测数据验证DeST-s所建模型的准确性。结果表明:方案1可减少航站楼供热量... 详细信息

附加阳光间作为被动式阳光房的一种形式已在民用建筑中大量应用,而登机桥可以看作航站楼的附加阳光间。基于此理念对西宁机场航站楼登机桥提出2种实施方案,并采用实测数据验证DeST-s所建模型的准确性。结果表明:方案1可减少航站楼供热量68.5 GJ/a,减少碳排放4.2 t/a;方案2可减少航站楼供热量157.6 GJ/a,减少碳排放9.6 t/a。现有登机桥和新建登机桥若按2种方案实施后可减少航站楼供热量5687 GJ/a,减少碳排放345.2 t/a。

关键词：航站楼登机桥附加阳光间传热量 DeST-s模拟

基于敏感性分析的甘南藏区附加阳光间式僧舍热环境优化研究

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基于敏感性分析的甘南藏区附加阳光间式僧舍热环境优化研究

作者：董卓君四川农业大学

学位级别：硕士

甘南是我国十大藏族自治州之一,被称为“青藏高原的窗口”和“汉藏文化的跳板”,吸引了大量的僧人前来修行和居住。僧舍建筑主要采用夯土和木板作为建筑材料,建筑布局独特,多为夯土平房。然而,该地区年平均气温仅2.4℃,现有建筑缺乏有... 详细信息

甘南是我国十大藏族自治州之一,被称为“青藏高原的窗口”和“汉藏文化的跳板”,吸引了大量的僧人前来修行和居住。僧舍建筑主要采用夯土和木板作为建筑材料,建筑布局独特,多为夯土平房。然而,该地区年平均气温仅2.4℃,现有建筑缺乏有效的集中供暖措施,导致恶劣的室内热环境。因此,本研究将主要关注特殊人群建筑的室内热环境,以提升人居环境,降低建筑能耗。附加阳光间作为一种有效的被动式加热策略,有极高的应用前景。本文以甘肃省甘南自治州夏河县唐尕昂乡扎西寺僧舍为例,通过现场测试,探究附加阳光间在僧舍建筑上的应用效果。并且利用能耗模拟软件Energy Plus模拟了案例建筑全年逐时空气温度,并运用PMV-PDD、a PMV指标对附加阳光间建筑室内热环境进行评价,利用敏感性分析方法分别探索附加阳光间各构造因素对室内热舒适性和能耗的影响程度,并对高敏感性因素进行优化。最后,讨论了不同优化方案对室内热舒适性和能耗的改善效果。通过实测模拟与敏感性分析结果可知:(1)附加阳光间能显著提高甘南地区僧舍冬季室内温度,在大量烧柴的情况下,冬季夜间最高温度能达到30℃。(2)在无额外采暖设施的情况下,房间内年平均温度在11.7℃-19.7℃之间,平均温度可以达到15.9℃。但仍有2031个小时(冬季46%的时间)处于热不适区。(3)屋顶保温层厚度对该区域的热舒适度有最显著的影响,屋顶夯土的厚度对能源消耗的影响最大。建筑本身的构造因素比阳光间的透明玻璃构件有更大的影响。(4)屋面夯土层的理想设计厚度为1.1m-1.2m,保温层厚度的设计范围为10-90mm,但而从经济角度看,10-40mm为最佳。附加阳光间的朝向建议为南方,而西南朝向的能耗最低。(5)建筑外围护结构优化时,使用520mm厚重质自保温材料节能率最高,为5.01%。在相同保温层厚度下,PU节能率最高,a PMV值最低,PVC节能率最低,a PMV值最高。使用800mm厚的生土层+秸秆石灰压合板是一种低碳高效的墙体构造方式。在给定屋顶夯土层厚度为550mm时,屋顶保温层厚度以80-90mm为宜;在给定50mm屋顶保温层厚度时,屋顶夯土层厚度以800-900mm为宜。增加屋顶阳光间后,建筑总体能耗下降至5829.23k W/h,节能率可达31.5%。该研究能为建筑师对甘南地区被动式住宅的热环境控制提供了设计决策支持。同时对藏传佛教住宅室内热环境的研究,丰富了不同住宅建筑类型的热环境成果。也为碳中和碳达峰的实现提供技术支撑。

关键词：被动式太阳能策略附加阳光间敏感性分析 aPMV 室内热舒适

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附加阳光间型鸡舍保温性能的试验研究

中国农业大学学报 2012年第1期17卷 156-160页

作者：王凤陈刚中国农业大学水利与土木工程学院/农业部设施农业工程重点实验室北京100083

为了缓解冬季通风与保温的矛盾,结合散养模式设计附加阳光间型鸡舍,冬季利用太阳辐射清洁能源提高舍内环境温度,同时增加舍内的通风换气量,有效降低舍内空气的相对湿度和有害气体浓度。分别选取12月份打开公共墙上门洞和1月份整体密闭... 详细信息

为了缓解冬季通风与保温的矛盾,结合散养模式设计附加阳光间型鸡舍,冬季利用太阳辐射清洁能源提高舍内环境温度,同时增加舍内的通风换气量,有效降低舍内空气的相对湿度和有害气体浓度。分别选取12月份打开公共墙上门洞和1月份整体密闭的方式,对鸡舍环境温湿度进行测试。结果表明:打开门洞方式下舍内的平均湿度比密闭方式下低8.5%;在晴天10:00—16:00鸡群外出时间段,阳光间内平均温度基本维持在15℃以上,完全符合鸡的适宜生产温度条件,避免了散养鸡冬季外出活动因低温气候条件带来的健康危害。

关键词：鸡舍畜禽舍设计附加阳光间散养模式舍外运动场