徽州传统民居室内热环境形成机制及设计优化研究

借鉴徽州传统民居气候适应性技术是夏热冬冷地区建筑节能的重要途径。项目围绕徽州传统民居室内热环境及其形成机理，传统民居被动设计技术的科学性分析，传统民居的传承创新设计及优化等内容开展研究。项目取得了以下主要成果。（1）掌握了徽州传统民居室内热环境特点，并诠释其形成机理。获得了典型徽州传统民居连续三年的室内热环境数据和近百栋徽州古民居的测绘资料。总结了徽州传统民居“夏凉冬冷四季潮湿”的室内热环境特点，夏季凉快的原因是民居的遮阳、隔热和夜间通风，冬季寒冷的主要原因是房间的气密性差。总结了徽州传统民居“藏风聚气”的风环境特点，分析了天井在减弱风压通风和强化热压通风方面的作用，明确了传统民居通风网络。（2）揭示了徽州传统民居被动式设计关键技术的科学性，提出了民居冬季热环境改善方案。提出了利用动态换气次数进行民居自然通风和热环境耦合模拟的计算方法，建立了天井下方水体蒸发量计算模型。利用测试、热平衡分析和软件模拟，分析了天井、地垄、屋顶、外墙等设计在形成夏季舒适热环境的积极作用。提出了开合式天井、阳光间、提高气密性等改善民居冬季热环境的设计方案，对不同方案的改善效果进行了模拟，提高房间气密性的改善效果最为显著。（3）提出了徽州传统民居的传承创新设计方案，并利用生命周期评价进行优化设计。分析现代人的室内设备需求和建筑空间需求，结合现代材料和技术，对需要传承的被动设计技术进行创新，提出了皖南新民居的设计方案，设计了砌体结构、混凝土结构、钢结构、木结构、轻型木结构等5种民居结构体系。建立了民居生命周期碳排放评价模型，对不同的结构体系进行了评价，分析了主要影响因素对民居生命周期碳排放的影响。项目研究为“神形兼备”而不是仅从外表上传承徽州传统民居提供了研究思路和途径，研究成果为形成我国特色的夏热冬冷地区被动房、为徽州古建筑保护利用等提供了有效指导。 2100433B

本项目通过徽州聚落的环境测试，定量分析徽州传统民居在规划上的气候适宜性；对徽州传统民居和对比建筑进行室内热环境测试，分析徽州民居室内环境特点、优势与不足。重点分析室内水体热平衡模拟、BS模拟和CFD模拟三者之间的关系，解决BS和CFD的耦合计算问题，提出适合徽州传统民居室内热环境的模拟方法，并分析建筑系统参数和室外环境参数对室内热环境的影响规律，从而揭示徽州传统民居的室内环境形成机制。从建筑空间布局、围护结构特性、遮阳、自然通风和被动蒸发冷却等方面分析徽州传统民居可借鉴的被动设计技术，提出改善徽州传统民居室内环境的被动设计技术。建立被动设计技术全生命周期评价模型，计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模型结果不确定性量化分析方法,提出结果可靠性度量指标。项目研究成果对徽派建筑的传承与与创新具有重要的学术和应用价值。

上篇夏季室内热环境及能耗实验研究

第1章夏季室内热环境能耗及实验研究

1.1概述及评价标准

1.1.1概述

1.1.2热环境评价标准

1.2室内热环境及能耗特点实验

1.2.1实验设计思路

1.2.2实验内容及进度

1.2.3实验数据整理

第2章夏季室内热环境实验结果分析

2.1实验数据分析过程中的合理性分析

2.2室内热环境评价分析

2.2.1室内平均辐射温度分布

2.2.2室内热环境评价指数PMV—PPD

2.3室内热环境及气流组织的不均匀性分析

2.3.1室内温度不平均系数分析

2.3.2室内含湿量不平均系数分析

2.3.3室内风速不平均系数分析

2.3.4室内空气焓值不平均系数分析

2.3.5热环境空间分布均匀性分析

2.4室内气流组织及能效特点评价

2.4.1室内空间气流组织分析

2.4.2空调房间气流组织能效分析

2.4.3不同状态气流组织综合评价

2.5实验期间空调能耗分析

2.5.1夏季室内家用空调的负荷构成

2.5.2测试房间空调系统能耗分析

2.6不同实验组新风引入综合评价

2.7实测参数主要影响因素分析

2.7.1影响因素分析概述

2.7.2分析方法简介

2.7.3具体分析结果

第3章夏季室内热环境数值模型建立及其模拟

3.1数值模型建立及模拟概述

3.2室内空间流动、温度数值模型

3.2.1实验数值模型的建立

3.2.2模拟计算结果与分析

结论

参考文献

下篇冬季室内热环境及能耗研究

第4章冬季室内热环境及能耗分析概述

4.1研究动向

4.1.1问题的提出

4.1.2国内外发展及研究现状

4.1.3主要研究内容

4.2建筑节能及能耗的计算方法

4.2.1建筑节能概念的提出及解决途径

4.2.2建筑能耗计算方法

第5章冬季室内热环境能耗分析实验

5.1冬季室内环境能耗特点实验

5.1.1实验设计思路

5.1.2实验内容及安排

第6章统计室内热环境实验数据及能耗分析

6.1实验数据整理及分析

6.1.1实验期间检测室外温湿度变化

6.1.2各送风状态下室内平均温度比较

6.1.3各送风状态下室内平均相对湿度比较

6.1.4各送风状态下室内平均单向风速比较

6.1.5各送风状态下室内壁面温度分布比较

6.1.6各送风状态下室内热舒适性比较

6.1.7各送风状态下空调能耗比较

6.1.8实验中频繁出现的空调间歇运行现象及其解释

6.2 DesT能耗模拟分析

6.2.1夏热冬冷地区空调状况

6.2.2夏热冬冷地区地域和气候特点

6.2.3建筑模型的建立

6.2.4模拟分析

结论

参考文献

附录2100433B