徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)熱環(huán)境形成機(jī)制及設(shè)計(jì)優(yōu)化研究

借鑒徽州傳統(tǒng)民居氣候適應(yīng)性技術(shù)是夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能的重要途徑。項(xiàng)目圍繞徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)熱環(huán)境及其形成機(jī)理，傳統(tǒng)民居被動設(shè)計(jì)技術(shù)的科學(xué)性分析，傳統(tǒng)民居的傳承創(chuàng)新設(shè)計(jì)及優(yōu)化等內(nèi)容開展研究。項(xiàng)目取得了以下主要成果。（1）掌握了徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)熱環(huán)境特點(diǎn)，并詮釋其形成機(jī)理。獲得了典型徽州傳統(tǒng)民居連續(xù)三年的室內(nèi)熱環(huán)境數(shù)據(jù)和近百棟徽州古民居的測繪資料?？偨Y(jié)了徽州傳統(tǒng)民居“夏涼冬冷四季潮濕”的室內(nèi)熱環(huán)境特點(diǎn)，夏季涼快的原因是民居的遮陽、隔熱和夜間通風(fēng)，冬季寒冷的主要原因是房間的氣密性差?？偨Y(jié)了徽州傳統(tǒng)民居“藏風(fēng)聚氣”的風(fēng)環(huán)境特點(diǎn)，分析了天井在減弱風(fēng)壓通風(fēng)和強(qiáng)化熱壓通風(fēng)方面的作用，明確了傳統(tǒng)民居通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。（2）揭示了徽州傳統(tǒng)民居被動式設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)的科學(xué)性，提出了民居冬季熱環(huán)境改善方案。提出了利用動態(tài)換氣次數(shù)進(jìn)行民居自然通風(fēng)和熱環(huán)境耦合模擬的計(jì)算方法，建立了天井下方水體蒸發(fā)量計(jì)算模型。利用測試、熱平衡分析和軟件模擬，分析了天井、地壟、屋頂、外墻等設(shè)計(jì)在形成夏季舒適熱環(huán)境的積極作用。提出了開合式天井、陽光間、提高氣密性等改善民居冬季熱環(huán)境的設(shè)計(jì)方案，對不同方案的改善效果進(jìn)行了模擬，提高房間氣密性的改善效果最為顯著。（3）提出了徽州傳統(tǒng)民居的傳承創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案，并利用生命周期評價(jià)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。分析現(xiàn)代人的室內(nèi)設(shè)備需求和建筑空間需求，結(jié)合現(xiàn)代材料和技術(shù)，對需要傳承的被動設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，提出了皖南新民居的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)了砌體結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、輕型木結(jié)構(gòu)等5種民居結(jié)構(gòu)體系。建立了民居生命周期碳排放評價(jià)模型，對不同的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了評價(jià)，分析了主要影響因素對民居生命周期碳排放的影響。項(xiàng)目研究為“神形兼?zhèn)洹倍皇莾H從外表上傳承徽州傳統(tǒng)民居提供了研究思路和途徑，研究成果為形成我國特色的夏熱冬冷地區(qū)被動房、為徽州古建筑保護(hù)利用等提供了有效指導(dǎo)。 2100433B

本項(xiàng)目通過徽州聚落的環(huán)境測試，定量分析徽州傳統(tǒng)民居在規(guī)劃上的氣候適宜性；對徽州傳統(tǒng)民居和對比建筑進(jìn)行室內(nèi)熱環(huán)境測試，分析徽州民居室內(nèi)環(huán)境特點(diǎn)、優(yōu)勢與不足。重點(diǎn)分析室內(nèi)水體熱平衡模擬、BS模擬和CFD模擬三者之間的關(guān)系，解決BS和CFD的耦合計(jì)算問題，提出適合徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)熱環(huán)境的模擬方法，并分析建筑系統(tǒng)參數(shù)和室外環(huán)境參數(shù)對室內(nèi)熱環(huán)境的影響規(guī)律，從而揭示徽州傳統(tǒng)民居的室內(nèi)環(huán)境形成機(jī)制。從建筑空間布局、圍護(hù)結(jié)構(gòu)特性、遮陽、自然通風(fēng)和被動蒸發(fā)冷卻等方面分析徽州傳統(tǒng)民居可借鑒的被動設(shè)計(jì)技術(shù)，提出改善徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)環(huán)境的被動設(shè)計(jì)技術(shù)。建立被動設(shè)計(jì)技術(shù)全生命周期評價(jià)模型，計(jì)算不同方案的生命周期能耗和碳排放。利用概率和蒙特卡洛方法，研究LCA模型結(jié)果不確定性量化分析方法,提出結(jié)果可靠性度量指標(biāo)。項(xiàng)目研究成果對徽派建筑的傳承與與創(chuàng)新具有重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值。

上篇夏季室內(nèi)熱環(huán)境及能耗實(shí)驗(yàn)研究

第1章夏季室內(nèi)熱環(huán)境能耗及實(shí)驗(yàn)研究

1.1概述及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.1.1概述

1.1.2熱環(huán)境評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.2室內(nèi)熱環(huán)境及能耗特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)

1.2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

1.2.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及進(jìn)度

1.2.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理

第2章夏季室內(nèi)熱環(huán)境實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析過程中的合理性分析

2.2室內(nèi)熱環(huán)境評價(jià)分析

2.2.1室內(nèi)平均輻射溫度分布

2.2.2室內(nèi)熱環(huán)境評價(jià)指數(shù)PMV—PPD

2.3室內(nèi)熱環(huán)境及氣流組織的不均勻性分析

2.3.1室內(nèi)溫度不平均系數(shù)分析

2.3.2室內(nèi)含濕量不平均系數(shù)分析

2.3.3室內(nèi)風(fēng)速不平均系數(shù)分析

2.3.4室內(nèi)空氣焓值不平均系數(shù)分析

2.3.5熱環(huán)境空間分布均勻性分析

2.4室內(nèi)氣流組織及能效特點(diǎn)評價(jià)

2.4.1室內(nèi)空間氣流組織分析

2.4.2空調(diào)房間氣流組織能效分析

2.4.3不同狀態(tài)氣流組織綜合評價(jià)

2.5實(shí)驗(yàn)期間空調(diào)能耗分析

2.5.1夏季室內(nèi)家用空調(diào)的負(fù)荷構(gòu)成

2.5.2測試房間空調(diào)系統(tǒng)能耗分析

2.6不同實(shí)驗(yàn)組新風(fēng)引入綜合評價(jià)

2.7實(shí)測參數(shù)主要影響因素分析

2.7.1影響因素分析概述

2.7.2分析方法簡介

2.7.3具體分析結(jié)果

第3章夏季室內(nèi)熱環(huán)境數(shù)值模型建立及其模擬

3.1數(shù)值模型建立及模擬概述

3.2室內(nèi)空間流動、溫度數(shù)值模型

3.2.1實(shí)驗(yàn)數(shù)值模型的建立

3.2.2模擬計(jì)算結(jié)果與分析

結(jié)論

參考文獻(xiàn)

下篇冬季室內(nèi)熱環(huán)境及能耗研究

第4章冬季室內(nèi)熱環(huán)境及能耗分析概述

4.1研究動向

4.1.1問題的提出

4.1.2國內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀

4.1.3主要研究內(nèi)容

4.2建筑節(jié)能及能耗的計(jì)算方法

4.2.1建筑節(jié)能概念的提出及解決途徑

4.2.2建筑能耗計(jì)算方法

第5章冬季室內(nèi)熱環(huán)境能耗分析實(shí)驗(yàn)

5.1冬季室內(nèi)環(huán)境能耗特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)

5.1.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

5.1.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及安排

第6章統(tǒng)計(jì)室內(nèi)熱環(huán)境實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及能耗分析

6.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理及分析

6.1.1實(shí)驗(yàn)期間檢測室外溫濕度變化

6.1.2各送風(fēng)狀態(tài)下室內(nèi)平均溫度比較

6.1.3各送風(fēng)狀態(tài)下室內(nèi)平均相對濕度比較

6.1.4各送風(fēng)狀態(tài)下室內(nèi)平均單向風(fēng)速比較

6.1.5各送風(fēng)狀態(tài)下室內(nèi)壁面溫度分布比較

6.1.6各送風(fēng)狀態(tài)下室內(nèi)熱舒適性比較

6.1.7各送風(fēng)狀態(tài)下空調(diào)能耗比較

6.1.8實(shí)驗(yàn)中頻繁出現(xiàn)的空調(diào)間歇運(yùn)行現(xiàn)象及其解釋

6.2 DesT能耗模擬分析

6.2.1夏熱冬冷地區(qū)空調(diào)狀況

6.2.2夏熱冬冷地區(qū)地域和氣候特點(diǎn)

6.2.3建筑模型的建立

6.2.4模擬分析

結(jié)論

參考文獻(xiàn)

附錄2100433B