【摘 要】
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农村住宅建筑的用能方式近些年发生了重大变化,煤炭、电能甚至天然气等商品能源的推广使用正在逐步替代以秸秆、柴薪等传统生物质能,但是,农村这样的用能方式使得农村住宅建筑能耗增加,与我国的可持续发展理念冲突。因此,有必要从中国农村各地区的实际情况出发,探究针对性的以室内热环境为前提的节能技术,降低农村住宅能源消耗,最终实现农村住宅的全国范围可持续性发展。在国家大力推行新农村建设政策背景下榆林地区农村新建
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农村住宅建筑的用能方式近些年发生了重大变化,煤炭、电能甚至天然气等商品能源的推广使用正在逐步替代以秸秆、柴薪等传统生物质能,但是,农村这样的用能方式使得农村住宅建筑能耗增加,与我国的可持续发展理念冲突。因此,有必要从中国农村各地区的实际情况出发,探究针对性的以室内热环境为前提的节能技术,降低农村住宅能源消耗,最终实现农村住宅的全国范围可持续性发展。在国家大力推行新农村建设政策背景下榆林地区农村新建住宅不再是传统的窑洞,而是以砖混结构一层平房、二层楼房、三层楼房为主。经初步调研发现榆林地区砖混结构农宅冬季采暖费用相对于没有稳定收入的农民较高,对于煤炭采暖方式,农户每个采暖期每百平米建筑面积的采暖耗煤量约为2~3吨,燃煤费用约为1000~2000元,对于燃气壁挂炉采暖方式,天然气使用量约为1000~2000立方米,燃气费用为2000~4000元左右,可见该地区农宅冬季采暖能耗很大,在国家积极推行农村“煤改气”的情况下,农民的冬季采暖经济压力更大。笔者试图通过本文对于榆林地区砖混结构农宅节能优化的研究,能够有效的实现农宅冬季采暖能耗需求减少,从而减少农民的采暖开支,实现节能。论文第二章中首先对榆林地区乡镇的5个村子进行现状走访调研、发放问卷,并选取9户砖混结构农宅进行现场测试,测试农宅包括有一层平房、二三层楼房,最后分析总结现状调研及测试结果进一步发现砖混农宅存在的问题有:(1)采暖耗热量较高,采暖费用较高;(2)围护结构传热系数超出标准限值;(3)室内热环境状况、热感觉评价良好可见是以增加采暖能耗作为牺牲换来的。论文第三章针对现存问题,结合节能基本理论,对砖混农宅从规划布局、单体设计、围护结构、被动式太阳能利用四个方面进行了节能分析。考虑到榆林地区采暖能耗的主要部分为围护结构的耗热量,因此在第四章中笔者以围护结构的保温设计为重点,并选取测试农宅中较有代表性的孟岔村现状二层砖混结构农宅B2为典型农宅,在此基础上利用Design Builder软件首先分析围护结构各单一因素的节能优化设计方案,其中单一因素有外墙保温、屋面保温、地面保温、外窗保温、外门保温、外墙窗墙比,再利用正交试验法综合分析多个单一因素多水平综合作用下的最优水平组合,来确定出典型农宅的采暖能耗降低效果最优的优化设计方案。第四章中,首先得出影响砖混农宅采暖能耗影响因素的重要程度排序为:外墙外保温层厚度>屋面保温层厚度>南向窗墙比>外窗类型>北向窗墙比>朝向。其次,从正交试验的27个方案中比选出最佳方案5,即朝向正南、37砖墙EPS板外保温(保温层40厚)、钢筋混凝土平屋面EPS灰板外保温(保温层70厚)、PVC塑料双玻窗(3mm普通玻璃中空12mm)、南向窗墙比0.30、北向窗墙比0.20,并在方案5的基础上进一步优化,最终确定出榆林地区砖混结构农宅节能优化方案。最后再次利用模拟软件得到优化方案的采暖能耗为19.95W/m2,在原有典型农宅采暖能耗44.58W/m2的基础上采暖能耗降低比率为55.25%,验证了优化方案的可行性。本文的研究对指导榆林地区砖混结构农村住宅节能优化设计具有重要参考意义,对于助力国家乡村建设,落实“煤改气”推广有一定现实意义。
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