武汉地区被动房的外围护结构热工参数研究文献综述
2020-04-14 19:57:48
目的及意义:我国正处在城镇化快速发展时期,经济社会快速发展和人民生活水平不断提高,导致能源和环境矛盾日益突出,建筑能耗总量和强度上行压力不断加大。实施能源资源消费革命发展战略,推进城乡发展从粗放型向绿色低碳型转变,对实现新型城镇化,建设生态文明具有重要意义。因此,建筑节能和绿色建筑是推进新型城镇化、建设生态文明、全面建成小康社会的重要举措。
作为国内夏热冬冷气候分区的标志性城市之一,武汉市地处华中区域,全年非舒适性气温长达九个月,尤以夏季酷热被冠以“火炉”之称,导致市民使用空调采暖和制冷的时间均长于国内其他地区,能源消耗也高于全国平均水平。而以往武汉市的公共建筑与居民建筑往往没有注重节能设计,建筑外围护结构隔热性能不能满足建筑隔热保温的需求,居民的舒适性也得不到保障。为迎合国家宏观政策的要求,提高居民生活舒适性,需要从四节一环保的理念上设计适用于武汉地区乃至于夏热冬冷地区的被动房建筑。
被动房,是无需主动供应能量就能满足制冷和采暖需求的房屋,简单来说,就是一种高度节能和舒适宜居的建筑,需要通过高隔热隔音、密封性强的建筑外墙和可再生能源而实现的近乎零能耗的建筑。建造被动房的初衷是采暖不用外界供给能源。一个被动式房屋至少可以比普通的建筑节省90%以上的能源。
被动房零能耗的实现,其必需因素是隔热保温性能极好的外围护结构,按照住房和城乡建设部科技与产业化发展中心发布的《被动式低能耗建筑(中德合作)示范项目手册》中介绍的被动房关键技术要求: “(被动房需要采用)具有高效保温、隔热、防火性能的外墙与屋面系统。” “当外围护结构的保温层达到一定厚度时,房屋通过外围护结构损失的能量达到最低.在冬季可以凭借房屋的自然得热维持室内温度在20℃以上:在夏季足以抵抗太阳辐射传导室内。外墙(屋面)的传热系数K≤0.15W/(m2 ·K)” “外保温系统有完善的辅配件系统.增强系统的防水性能和气密性,提高耐久性、安全性和可靠性” “采用无热桥的构造和施工措施”。
为使被动房建筑更好的适应武汉本地气候特点,结合国内各项标准,需要研究适合武汉地区的被动房围护结构热工参数取值。
国内外研究现状:“被动房”这一概念是由德国于1988年提出,并于之后提出一系列的相关法律条文予以支持,如《能源节约法》(EnEV)规范了锅炉等供暖设备的节能技术指标和建筑材料的保暖性能等。如今在欧洲,超低能耗的被动式房屋正以每年8%的速度递增。欧盟最新规定,2020年欧盟27个国家将全部采用被动房标准建设,所有新建房屋如不能达到被动式建筑标准,将不予发放开工建设许可证。
而国内对被动房的研究起步较晚,其发展历史受到德国被动房技术体系的启发和影响,而有据可查的第一个被动房是2010年上海世博会的汉堡馆。2014年,中国建筑科学研究院近零能耗示范楼建成并投入使用,这是国内首座明确以近零能耗为建设目标的示范建筑。在2015到2017年间,北京、山东、河北、河南等省市均提出了建设数十万平方米甚至更多被动式超低能耗建筑的发展规划,中央和地方政府也支持了多个大型科研项目和设计标准的开展,产业协会和产业联盟纷纷成立,示范项目不断涌现,被动式超低能耗建筑步入快速发展时期。随着被动式超低能耗建筑的快速发展,学术界和产业界需要迅速采取行动,开展基础研究和工程应用研究,总结示范工程经验,发展适合中国的技术体系,支持被动低能耗建筑的发展,引领建筑节能的未来发展方向。{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}基本内容:根据武汉地区气候特点,综合分析墙体、窗户传热系数与气密性对被动房负荷的影响;研究被动房在武汉地区适应性问题和适合武汉地区的被动房围护结构热工参数取值。
目标:1、深入了被动房负荷特点及其预测技术、方法;
2、结合武汉地区气候特点,建立典型的住宅建筑模型,并对建筑进行模拟计算,分析随墙体、窗户传热系数与气密性的改变对被动房负荷变化特征,深入分析其变化规律;
3、在实验模拟的基础上,以负荷变化规律为基础,剖析负荷与被动房外围护结构热工参数的关系,努力选取适合武汉地区的热工参数组合方案;