第1章绪论
1.1. 研究背景及意义
目前，中国的能源消费结构以煤炭和石油等化石能源为主，其中煤炭约占一次能源消费结构的70%，而世界平均水平不到30%，中国正消费着全球一半以上的煤炭；石油.占一次能源消费结构20%，不及全球平均水平的33.1%[1]。能源消费结构的高碳化直接导致能源效率不高、环境污染严重。以化石能源为主体的能源消费过程中会排放多种有害大气污染物，包括S02、N0X、PM等，其中PM等细徵颗粒日渐严重，雾霾巳成为困扰我国发展的重要环境问题之一。这些污染物排放将导致环境空气质量下降，同时引发包括呼吸道感染、心血管疾病、肺癌等多种健康疾病，甚至危害敏感人群的急性死亡。然而，能源结构是由我国“多煤少气缺油”的基本国情所决定，降低能源结构中的煤炭消费任重而道远；相比之下，“节能减排”却是当务之急。为促进我国能源高效利用和实现环境清洁保护，我国政府在哥本哈根气候会议上明确提出减排承诺，到2020年破 1#放强度相比2005年降低4%-5%。节能减排，巳经成,为我国的基本国策。建筑能耗，在我国社会能源消耗总量中占据重要位置，巳与工业能耗、交通能耗并列，成为我国能源消费的三大“耗能大户”，因此，建筑节能的成效极大影响我国节能减排的最终效果。在政策上，我国政府对推进建筑节能减排可谓不遗余力。2007年，修改并颁布《节约能源法》；2008年，颁布《民用建筑节能条例》和《公共建筑节能条例》；2009年，颁布《民用建筑节能检测标准》和《公共建筑节能检测标准》；2010年，修订了《严寒和.寒冷地区居住建筑节能设计标准》和《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》，前者计划节能目标提高至65%，后者无明确规定；2011年，国务院颁发《“十二五”节能减排综合性工作方案》，指出中国计划到2015年北方采暖地区既有建筑节能改造4亿平方米以上，夏热冬冷地区5000万平方米。在夏热冬冷地区，我国政府也制定了很多相关政策。
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1.2.居住建筑围护结构节能技术
1.2.1.居住建筑及室内热环境
建筑物根据使用性质可以分为民用建筑、工业建筑和农业建筑等，民用建筑又包括居住建筑和公共建筑。居住建筑是指供人们日常生活居住使用的建筑，包括住宅、别墅、公寓和宿舍等等；公共建筑则包括办公建筑、商业建筑、旅游建筑、科教文卫建筑、通信建筑以及交通运输类建筑等等。居住建筑按层数又可以分为低层住宅（1-3层）、多层住宅（4-6层）、中高层住宅（7-9.层）和高层住宅（10层及以上）。居住建筑室内热环境受室外气候条件和室内发热源直接影响。室内照明、家用电器、人体散热等发热源散发的热量，是影响室内热环境的一个重要因素，这一类因素统称为内扰。此外，通过门窗缝隙的气体渗透等外扰因素也影响着室内热环境。室外对室内热环境的影响主要为太阳福射和室内外温差等共同作用，它们通过建筑围护结构进行传热，是居住建筑室内环境得热的主要来源。因此，建筑围护结构的热工性能优劣直接影响着室内得热，从而影响建筑能耗。
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第2章夏热冬冷地区气候特征及居住建筑能耗特征调查分析
2.1.引言
在过去，由于社会和经济等原因，在夏热冬冷地区的普通居住建筑一般没有采暖和制冷的空调设施，居住建筑的设计过程中不重视保温隔热问题，导致围护结构的热工保温性能普遍较差，夏季和冬季的建筑室内热环境与居住条件较为恶劣。但近些年，随着我国改革开放进一步深入，该地区的经济水平和人们的生活水平得以快速提高，当地居民对釆暖和空调制冷的需求日益增加，居民普遍釆行安装空调设备供夏季制冷和冬季制热用。随着生活水平的不断提升和居民对居住环境热舒适性要求的进一步提高，该地区的空调能耗将会更高，建筑节能形势更为严峻。建筑能耗的高低除了受居住建筑围护结构热工性能影响之外，还受很多其他因素的影响，如气候条件的影响、居住者行为的影响等等。如果这些条件不同，将很难对建筑能耗进行计算。在夏热冬冷地区，居住建筑的冬季采暖与夏季制冷受居住者的个体性差异影响较大。为方便对该地区住宅建筑能耗进行计算分析，首先得调查分析该地区的气候特征和居住者用能特征。然而笔者查阅相关文献数据，发现目前对夏热冬冷地区的跟踪调查研究结果却非常少。因此，本章采用调查分析的方法对夏热冬冷地区的气候特征和能耗特征进行研究。调查了杭州、宁波、金华三个区域的2007年至2011年当地日平均气温数据，以及取样分析了 2007年12月至2011年11月该地区居住建筑电耗，以综合分析以浙江地区为代表的夏热冬冷地区的住宅建筑能耗特征及主要影响因素。
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2.2.浙江地区气候特征调查分析
当前我国居住建筑耗电量占我国总发电量的比重逐年增大，影响其耗电量增长的主要因素有：经济生活水平、能源结构、气象条件和消费观念等。在经济生活水平日益提高以及家用电器日趋饱和的今天，改善居住环境热舒适状况的空调器和采暖器的增加直接导致了居住建筑电耗的增加，而这两者的电耗又与气象条件息息相关。因此，在开展夏热冬冷地区居住建筑用电特性调查分析之前，有必要对该地区的气候特征进行调查分析。本章结合浙江省气象信息网络中心提供的杭州、宁波、金华三个气象站采集的2007年至2011年该地区共五年的日平均气温数据，分析以浙江地区为代表的夏热冬冷地区的气候特征和建筑热环境状况。此三个地区分别位于浙江的北部、东部和西南部，具有一定的代表性。图2-1 (a)、(b)和（C)分别给出了 2007年1月至2011年12月杭州地区、宁波地区和金华地区的日平均气温分布。从图2-1可以看出，杭州、宁波和金华三个地区的日平均温度变化趋势基本相同。该地区日平均温度总体变化趋势为：随年份周期性变化，随月份季节性变化；但日平均温度又逐年变化，存在一定的波动性。但每个地区每年的高温和低温天气及其持续时间均有所不同。根据民用建筑热工设计规范，可通过最冷月平均温度、最热月平均温度、日平均温度<5°C天数和日平均温度>25°C天数等四个指标反映该地区气候特征。
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第3章基于部分空间部分时间用能的居住建筑......... 32
3.1引言....... 32
3.2.数值计算模型....... 33
3.3. Fluent 软件设置....... 35
3.4.计算结果与分析 .......36
3.5.本章结论....... 50
第4章外墙外保温技术在夏热冬冷地区节能特性分析....... 51
4.1.引言 .......51
4.2.墙体温度采集实验楼介绍....... 51
4.3.外墙外保温技术节能特性分析....... 53
4.3.1.夏李制冷和冬季制热的差异....... 53
4.3.2.全时间和部分时间用能的差异....... 54
4.3.3.全空间和部分空间用能的差异....... 57
4.4.探索夏热冬冷地区建筑节能体系的思考....... 58
4.5.本章结语....... 59
5结论 61
5.1.主要结论 .......61
5.2.讨论 ....... 62
5.3.未来工作展望 .......62
第4章外播外保温技术在夏热冬冷地区节能特性分析
4.1.引言
根据第3章主要结论可知，在夏热冬冷地区推广应用较为广泛的外墙外保温技术虽然在冬季制热过程中相比不保温墙体具有节能特性，但在夏季制冷中存在“反节能”特性。另外，根据第2章调研结果可知，在夏热冬冷地区，居住建筑能耗以夏季制冷为主，冬季制热为辅。综上，外墙外保温技术应用在夏热冬冷地区的节能特性值得商榷。外墙外保温技术在北方采暖地区和夏热地区的节能特性表现出如此大差异的原因，当前研究较少，根据第3章分析可能与当地气候条件和用能特性差异有关，主要表现在以下三方面的差异：夏季制冷与冬季制热的差异、全时间和部分时间用能的差异、全空间和部分空间用能的差异。另外，第3章是基于数值计算分析的研究结果，相关实验验证结果需要取全年数据分析，目前正在进行过程中。但根据第3章的分析可知，外墙外保温技术“反节能”特性的根本原因在于墙体热流方向的非单一特性。因此，可根据墙体温度的变化判断墙体热流的方向，从而对节能特性进行分析。本章将结合浙江大学某外墙外保温实验楼墙体温度数据，从夏季制冷与冬季制热的差异、全时间和部分时间用能的差异、全空间和部分空间用能的差异等三个方面出发，对外墙外保温技术在夏热冬冷地区应用的节能特性进行理论分析，寻找外墙外保温技术在北方采暖地区和夏热地区的节能特性表现较大差异的根本原因。
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结论
本文首先以浙江地区为例，统计分析了该地区2007年至2011年近五年的日平均温度数据，调查取样分析了 2007年12月至2011年11月该地区居住建筑电耗特性，综合得出了以浙江地区为例的夏热冬冷地区的住宅建筑电耗发展趋势、主要影响因素以及居住建筑能耗特征，并对住宅建筑电耗中空调电耗进行了关联性分析。其次，在夏热冬冷地区典型气候特征下，基于Fluent 12.0软件，选取城镇居民主要部分空间、部分时间用’能特性，对该地区居住建筑的能量耗散方式进行逐秒动态分析。最后，结合浙江大学某外墙外保温实验楼墙体温度数据，从夏季制冷与冬季制热的差异、全时间和部分时间用能的差异、全空间和部分空间用能的差异等三个方面出发，对外墙外保温技术在夏热冬冷地区应用的节能特性进行理论分析，寻找外墙外保温技术在北方采暖地区和夏热地区的节能特性表现较大差异的根本原因。
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参考文献（略）