【摘 要】
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近年来,伴随着农村居民生活水准的普遍提高,农村地区居住建筑的能耗与日俱增,农村住宅的节能减排工作已在我国建筑节能工作中占据重要位置。京津冀地区在建筑节能方面一直走在全国前列,先后颁布了促进超低能耗建筑发展的政策、法规、技术标准和激励措施,并通过大量实际项目开展试点工程,在全国处于先行区域。因此,本文选择该地区覆盖面较广的农宅作为研究对象,对超低能耗农宅设计开展研究,研究成果对推进我国北方寒冷地区清
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（编号:2018YFC0704400）；
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近年来,伴随着农村居民生活水准的普遍提高,农村地区居住建筑的能耗与日俱增,农村住宅的节能减排工作已在我国建筑节能工作中占据重要位置。京津冀地区在建筑节能方面一直走在全国前列,先后颁布了促进超低能耗建筑发展的政策、法规、技术标准和激励措施,并通过大量实际项目开展试点工程,在全国处于先行区域。因此,本文选择该地区覆盖面较广的农宅作为研究对象,对超低能耗农宅设计开展研究,研究成果对推进我国北方寒冷地区清洁供暖与节能工作具有一定的参考价值。本文通过对当前京津冀农村地区的区域范围、气候条件、建筑特点与经济技术条件的全方位分析,并参考我国现有规范,设定了京津冀地区农宅超低能耗目标:即通过被动式设计策略与可再生能源利用技术,相较于现有农宅采暖与供冷综合节能75%。在此目标下,本文选取了京津冀农村地区类型最多的“U字形”三合院农宅为代表,在能耗模拟软件De ST中建立了模拟用基准农宅的模型。通过建筑气候模拟软件Climate Consultant对京津冀地区建筑气候适应性进行了定性分析,得到了适应该地区气候条件的建筑设计方法。在此基础上,通过De ST定量化模拟,确定了京津冀地区超低能耗农宅设计中各要素的最佳取值:在满足舒适性、经济性与节能性的条件下,农宅最佳朝向角度应取南偏东10°;外墙传热系数的最佳值为0.36W/（m2·K）,屋面传热系数的最佳值为0.40W/（m2·K）;窗户推荐采用双层普通玻璃塑钢窗,传热系数为2.7 W/（m2·K）,南向可适当增大窗墙比,夏季采用深色内遮阳;附加阳光间宜采用双层普通玻璃塑钢窗,利用竹帘遮阳,夏季增加通风散热,当阳光间只作为集热蓄热构件时,进深600mm为宜,当阳光间兼具使用功能时,进深宜选取1200mm～1500mm。同时,本文对当前京津冀农村地区可再生能源种类与利用现状进行了分析与总结,提出了京津冀地区农宅适宜的可再生能源利用技术,并针对于单一技术的不足对各类可再生能源利用技术进行了系统集成分析。最后,结合研究成果进行了超低能耗农宅设计实践。能耗模拟结果表明:该超低能耗农宅对比现有农宅,本体节能率可达到61%;当采用太阳能地板辐射采暖系统时,可实现农宅综合节能75%的超低能耗目标;当采用光伏-空气源热泵耦合供热系统后,农宅全年采暖供冷能耗的可再生能源替代率为100%,远远超越了农宅综合节能75%的超低能耗目标。研究成果对推动京津冀地区超低能耗农宅的发展提供了一定的基础数据和参考。
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