河南省民权县农村被动式节能单体建筑设计及评价

辽宁工业大学

《建筑节能》课程研究型学习论文

题目：河南省民权县农村被动式节能单体建筑设计及评价

学院：土木建筑工程

专业：建筑环境与设备工程

班级：102班

姓名：侯彦万

学号：100502048

日期：2013 年5月

河南省民权县农村被动式节能单体建筑设计及评价摘要：本论文针对的是我国寒冷地区农村住宅建筑，通过分析农村建筑的围护结构的能耗，从被动式节能和可持续发展的角度，利用可再生能源——太阳能——控制阳光和空气在恰当的时间进入建筑并储存和分配空气，采用被动式太阳能设计实现农村建筑的节能目的，并对设计建筑进行节能评价计算，根据不同情况得出相应的结论。

关键词：农村住宅建筑节能太阳能

一、引言

随着能源危机的加重，我国的能源形势也变得越来越严峻。因此，在社会各个方面推行节能减排十分有必要。而据相关数据显示，在所有能耗中，建筑能耗又十分严重，其能耗占全社会总能的比例已近30％～40％，居各能源消耗之首，所以，推行建筑节能势在必行。

本节能建筑设计是根据农村的实际情况，将建筑节能与建筑造价成本综合考虑，采用被动式太阳能设计——附加太阳间，有效利用太阳能来改善室内热舒适环境和降低建筑能源消耗。

二、设计方案阐述

1、节能建筑基本设计构想和方案

（1）、地理位置：河南省民权县人和镇前瓦中村；

（2）、建筑层数：2层；

（3）、建筑面积：180平方米；

（4）、屋顶设计：坡顶。

（5）、建筑功能：本建筑为居住建筑，主要包括卧室3间、客厅2间，卫生间2间，餐厅、厨房、仓房各1间。

2、建筑平面图和西侧立剖图

一层平面图，餐厅与厨房相邻，并且在餐厅南侧采用附加太阳间，既利于采光、采暖，有可以合理通风换气，其中厨房北侧窗户大小为25.15.11m =⨯，太阳间与餐厅采用落地式玻璃门连通，大小为2422m =⨯。中部为客厅，楼梯东侧为卫生间，最东侧为仓房，仓房南侧有一窗户，大小为206.38.17.1m =⨯。外门采用三防保

温门，大小为2325.1m =⨯，传热系数为)/(5.12

K m W ⋅。窗户全部采用

塑料中空玻璃，间隔层厚度为mm 12，传热系数为)/(5.22K m W ⋅，遮阳系数为77.0=SC 。

二层平面图，三间卧室，两个太阳间，一个客厅，一个卫生间。西侧两间卧室相连，大小相等，其中南侧的卧室与太阳间相连，中间依然是落地式中空玻璃门，大小为2

⨯，北侧卧室

=

2m

4

2

有一北窗，利于该卧室采光与通风，大小为2

⨯。中部为

=

1m

5.1

5.1

客厅和卫生间，东侧为主卧室，其南侧为太阳间，与该卧室采用落地式中空玻璃门相连。南侧有一中空玻璃窗，大小为2

⨯。

=

2

2m

4

二层太阳间和玻璃窗的传热系数与遮阳系数均与一层相同。

3、节能原理

（1）、附加太阳间

附加太阳间属一种多功能

的房间，除了可作为一种集

热设施外，还可以用来作为

休息、娱乐、养花、养鱼等

的空间，是寒冬季节让人们

有如置身于大自然中的一

种室内环境，也是为其毗连

的房间供热的一种有效设

施。

附加太阳间有以下优

点：

①有附加太阳间的年度热损失只相当于无该阳光间的年度热损失

的一半；

②附加阳光间的管理比特朗伯墙简单；

③可以种花卉、果树，成为毗连种植温室，同时还可晒衣物； ④开阔视野，舒畅心情；

⑤夏季可开创通风，并设窗帘等遮阳物，防止直射热。 （2）、围护结构保温

①墙体采用加气混凝土加保温材料，内侧用保温砂浆抹平； ②外窗采用塑料中空加气双层玻璃； ③采用附加太阳间，有效利用太阳辐射。 4、建筑节能评价计算

（1）本节能建筑体形系数56.05

.6123420===

V A S （2） 各部分围护结构构造做法与传热面积 名称

构造做法

传热系数

()[]K

m W K i ⋅2/

传热面积

2m

屋顶

mm 20陶瓦；mm 20防水层；mm 20水泥砂浆找平；mm 70挤塑性聚苯板保温层；mm 120现浇钢筋混凝土楼板；mm 20石灰砂浆内抹灰 43.0=K 17.108

外墙 mm 20水泥抹面；mm 240加气混凝土；mm 50聚苯乙烯泡沫塑料；mm 20保温砂浆抹灰

36.0=K

南34.26 东5.40 西36 北5.70 窗户（包括太阳间和分隔室内外处的落地玻璃

门） 塑料中空玻璃窗

5.2=K

南12.6（9.9）

东5.4 西5.4 北3 地面

mm 20厚水泥砂浆抹面；

mm 100厚混凝土 周边52.0=K 非周边30.0=K

周边62 非周边28

门

三防保温门

5.1=K

3

（3）、民权地区相关参数计算

①、室内外计算温度：18=i t ℃；5.2=e t ℃；5.15-=e i t t ℃；28.0=p C ；

29.1=ρ；15.0-=h N ；205.3915.6526.06.0m V V =⨯==。 ②其他相关参数

其他相关参数

项目

位置

屋顶

南 北 东 西 窗门外表面平均太阳辐射（2/m W ）

99

106

33

56

56

非透明维护结构传热系数修正值 0.98

0.82

0.94

0.9

0.91

太阳温差修正系数

0.32

0.46

0.42

0.42

③mci C ——窗（门）的太阳辐射修正系数，等于mm 3普通玻璃的太阳辐射透过率、污垢遮挡系数和（窗）综合遮阳系数的乘积。mm 3普通玻璃的太阳辐射透过率取值0.87，污垢遮挡系数取值0.90。

60.077.090.087.0=⨯⨯=mci C

m c i C '——分割太阳间与室内的窗（门）的太阳辐射修正系数，等于封闭阳台外侧窗的太阳辐射修正系数与内侧窗的太阳修正系数的乘积。

36.060.060.0'=⨯=mci C

（4）、折合到单位建筑面积通过各维护结构的传热量（2/m W ） 屋顶：51.7065.1517.10843.098.0=⨯⨯⨯=Hw q

外墙：()89.9735.154.03691.05.409.05.7094.034.2682.0=⨯⨯⨯+⨯+⨯+⨯=Hq q 外窗（传热部分）：()40.8185.155.21212.631=⨯⨯++=Hmc q

外窗（太阳辐射得热部分）：()83.12116.010********.63332=⨯⨯+⨯+⨯=Hmc q 太阳间（传热部分）：()99.5875.155.2942.05.442.07.2932.01=⨯⨯⨯+⨯+⨯=Hy q