目前,我国正处于快速建设与发展的阶段,建筑能耗长期处于增长的趋势。“2030碳达峰,2060碳中和”对建筑节能提出了更高的要求,相比起城市建筑节能工作的规范有序推进,目前仍以自建为主的农宅节能工作进展缓慢,解决农宅的能耗问题是当务之急。关中地区位于陕西中部,属于寒冷地区,冬季寒冷、夏季较为炎热。基于关中地区气候与经济等原因,导致农宅节能工作开展并不顺利。采暖制冷需求在带来了能耗问题的同时也大大增加了农户经济压力。为了解决关中地区规范节能工作推进缓慢及农宅能耗较大的问题,本文从以下方面展开研究:首先对关中地区（五市一区）的22个农宅进行实地调研,通过问卷调研的方式,了解关中地区农宅的基本概况、供暖与制冷形式、经济条件、室内热舒适、可再生能源利用及当地建材等信息。在对关中地区广泛调研的基础上,确定典型农宅形式,并针对典型农宅进行冬夏两季室内温度、湿度、壁面温度、风速的热环境参数进行测试,为后续的模拟研究提供基础。其次,通过实地测试与De ST能耗软件模拟,发现典型农宅室内热环境差、能耗较高,远大于《农村居住建筑节能设计标准》规范的能耗指标。考虑到更高标准的节能目标,以典型农宅为基础,参照规范赋值,确定了关中地区规范农宅的单位面积负荷指标为107.2 k W·h/m2。在规范农宅负荷指标的基础上,参照城市建筑节能的分步走策略,提出了更高要求的节能目标,指标分别为75.04 k W·h/m2（节能农宅）和52.53 k W·h/m2（低能耗农宅）。以传热系数为基础探究了单一因素对关中地区农宅的负荷影响,得出对农宅负荷影响较大的五个影响因素（外墙传热系数、屋顶传热系数、外窗传热系数、北向窗墙比、建筑层高）。以单位面积负荷为指标,利用多因素正交实验得出负荷模拟结果及影响因素的敏感性排序。再次,在多因素正交实验的基础上,探究了规范农宅在关中地区的适应性。发现47号试验方案(外墙传热系数K=0.25 W/（m2.k）,屋顶传热系数K=0.85 W/（m2.k）,外窗传热系数K=3.2W/（m2.k）,南向窗墙的比例为0.45,北向窗墙的比例为0.35,建筑层高2.9m)在单位面积负荷与规范农宅基本一致的情况下,比规范标准更加经济,然后深入对比47号试验方案与规范标准农宅的经济性与热工优化做法。结果表明,47号试验方案比规范标准更加适合关中地区。并探究了规范农宅指标下新建农宅的经济性、投资优先级与既有农宅的经济性、改造优先级,根据不同居民的需求,给予农宅居民简单、明了的分步改造推荐（分步投资推荐级）菜单。在关中地区节能农宅的目标上。以规范农宅为基础,缩小影响因素水平工况,采用相同的办法,确定了围护结构热工性能做法与经济性。发现71号试验方案(外墙传热系数K=0.25 W/（m2.k）,屋顶传热系数K=0.5 W/（m2.k）,外窗传热系数K=2W/（m2.k）,南向窗墙的比例为0.45,北向窗墙的比例为0.15,建筑层高3m)更加适合关中地区节能农宅负荷标准,并给出了节能农宅标准下得分步改造菜单。最后,在关中地区低能耗农宅的目标上,以50号试验方案与规范节能标准下的组合方案为基础,加上适合关中地区的被动式阳光间,确定了低能耗农宅的方案设计。并确定相应标准下新建农宅与既有农宅的经济性及影响因素优先级,根据不同居民的需求,给出相应的分步改造菜单。以上研究为关中地区居民提供了满足规范标准的经济适应性方案与更高要求的节能目标的节能设计方案,为关中地区农宅节能工作稳步有序推荐提供了理论与技术要求。
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