徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)熱環(huán)境形成機制及設計優(yōu)化研究項目摘要

本項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)民居和對比建筑進行室內(nèi)熱環(huán)境測試，分析徽州民居室內(nèi)環(huán)境特點、優(yōu)勢與不足。重點分析室內(nèi)水體熱平衡模擬、BS模擬和CFD模擬三者之間的關系，解決BS和CFD的耦合計算問題，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)境形成機制。從建筑空間布局、圍護結構特性、遮陽、自然通風和被動蒸發(fā)冷卻等方面分析徽州傳統(tǒng)民居可借鑒的被動設計技術，提出改善徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)環(huán)境的被動設計技術。建立被動設計技術全生命周期評價模型，計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模型結果不確定性量化分析方法,提出結果可靠性度量指標。項目研究成果對徽派建筑的傳承與與創(chuàng)新具有重要的學術和應用價值。

借鑒徽州傳統(tǒng)民居氣候適應性技術是夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能的重要途徑。項目圍繞徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)熱環(huán)境及其形成機理，傳統(tǒng)民居被動設計技術的科學性分析，傳統(tǒng)民居的傳承創(chuàng)新設計及優(yōu)化等內(nèi)容開展研究。項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，并詮釋其形成機理。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，夏季涼快的原因是民居的遮陽、隔熱和夜間通風，冬季寒冷的主要原因是房間的氣密性差。總結了徽州傳統(tǒng)民居“藏風聚氣”的風環(huán)境特點，分析了天井在減弱風壓通風和強化熱壓通風方面的作用，明確了傳統(tǒng)民居通風網(wǎng)絡。（2）揭示了徽州傳統(tǒng)民居被動式設計關鍵技術的科學性，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)進行民居自然通風和熱環(huán)境耦合模擬的計算方法，建立了天井下方水體蒸發(fā)量計算模型。利用測試、熱平衡分析和軟件模擬，分析了天井、地壟、屋頂、外墻等設計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)境的設計方案，對不同方案的改善效果進行了模擬，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)新設計方案，并利用生命周期評價進行優(yōu)化設計。分析現(xiàn)代人的室內(nèi)設備需求和建筑空間需求，結合現(xiàn)代材料和技術，對需要傳承的被動設計技術進行創(chuàng)新，提出了皖南新民居的設計方案，設計了砌體結構、混凝土結構、鋼結構、木結構、輕型木結構等5種民居結構體系。建立了民居生命周期碳排放評價模型，對不同的結構體系進行了評價，分析了主要影響因素對民居生命周期碳排放的影響。項目研究為“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、為徽州古建筑保護利用等提供了有效指導。 2100433B

上篇夏季室內(nèi)熱環(huán)境及能耗實驗研究

第1章夏季室內(nèi)熱環(huán)境能耗及實驗研究

1.1概述及評價標準

1.1.1概述

1.1.2熱環(huán)境評價標準

1.2室內(nèi)熱環(huán)境及能耗特點實驗

1.2.1實驗設計思路

1.2.2實驗內(nèi)容及進度

1.2.3實驗數(shù)據(jù)整理

第2章夏季室內(nèi)熱環(huán)境實驗結果分析

2.1實驗數(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評價

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

2.5實驗期間空調(diào)能耗分析

2.5.1夏季室內(nèi)家用空調(diào)的負荷構成

2.5.2測試房間空調(diào)系統(tǒng)能耗分析

2.6不同實驗組新風引入綜合評價

2.7實測參數(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實驗數(shù)值模型的建立

3.2.2模擬計算結果與分析

結論

參考文獻

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建筑能耗計算方法

第5章冬季室內(nèi)熱環(huán)境能耗分析實驗

5.1冬季室內(nèi)環(huán)境能耗特點實驗

5.1.1實驗設計思路

5.1.2實驗內(nèi)容及安排

第6章統(tǒng)計室內(nèi)熱環(huán)境實驗數(shù)據(jù)及能耗分析

6.1實驗數(shù)據(jù)整理及分析

6.1.1實驗期間檢測室外溫濕度變化

6.1.2各送風狀態(tài)下室內(nèi)平均溫度比較

6.1.3各送風狀態(tài)下室內(nèi)平均相對濕度比較

6.1.4各送風狀態(tài)下室內(nèi)平均單向風速比較

6.1.5各送風狀態(tài)下室內(nèi)壁面溫度分布比較

6.1.6各送風狀態(tài)下室內(nèi)熱舒適性比較

6.1.7各送風狀態(tài)下空調(diào)能耗比較

6.1.8實驗中頻繁出現(xiàn)的空調(diào)間歇運行現(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

6.2.3建筑模型的建立

6.2.4模擬分析

結論

參考文獻

附錄2100433B