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深圳地区轻型绿化屋面热工性能及节电效果研究

作　者: 罗志强
导　师: 康侍民
学　校: 重庆大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 轻型绿化屋面隔热性能节电效果室内热环境传热系数
分类号: TU111.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

深圳地处夏热冬暖地区,该地区太阳辐射强烈,夏季炎热漫长。对于屋顶,由于日照时间长,由屋顶传给室内的热量最多,若屋顶不具备良好的保温隔热性能,有效的阻挡阳光的照射,则在炎热的夏季,炽热的屋顶将给人以强烈的烧烤感。通常,深圳地区夏季在自然条件下室内难以保障良好的舒适环境,需要开空调降温,这也就相应的引起建筑能耗的增加。在屋顶实现绿化,通过植物的对阳光的遮挡和自身的光合作用有效的减少阳光对屋顶的照射,加强屋顶的保温隔热性能,从而达到减少顶层房间的室内得热,改善室内热环境,并起到减少空调负荷,减少空调能耗的目的。本文以实测为基础,来具体研究轻型绿化屋面的隔热性能、热工性能、节电效果等。本论文所做的研究及相关成果主要有以下几点:(1)通过测试和与普通屋面对比,研究了轻型绿化屋面的隔热性能。隔热性能的研究包括进入屋面围护结构的温度波的衰减性及延迟性,同时分析了轻型绿化屋面的隔热性能与室外天气之间的相关性;(2)轻型绿化屋面的隔热性能的改善必然会阻隔室外大量的热量进入室内,这样就在一定程度上减少了轻型绿化屋面房间室内的热负荷,从而使室内的热环境得到改善。通过实测和主管投票的方式研究了轻型绿化屋面室内热环境的改善状况;(3)轻型绿化屋面的隔热效果的改善能够减少室内的热负荷,也就能够减少为室内提供冷负荷的空调的耗电量。本文通过具体的实际测试,得出了屋面进行轻型绿化以后的节电效果,并对深圳全市的节电量进行了估算;(4)在传统的屋面围护结构的热工性能的测试和研究中很少有涉及到绿化屋面的热工性能的研究的。本文拟通过大量的测试,计算分析不同的传热系数,通过对这些不同的传热系数的研究,找到表征轻型绿化屋面热工性能的合理的热工参数。此外,植物还能通过蒸腾作用和光合作用对空气质量和区域微环境起到改善的作用。总之,屋顶的轻型绿化可以节约土地资源、增加绿化面,相应的降低建筑能耗、改善室内热环境和城市生态环境,有着巨大的生态、环境效益和经济效益。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-13
1 绪论  13-33
  1.1 课题背景  13-21
    1.1.1 我国建筑能耗总体状况  13-16
    1.1.2 屋顶绿化的功能与意义  16-20
    1.1.3 深圳市绿化屋面研究问题的提出  20-21
  1.2 文献综述  21-29
    1.2.1 国内外发展现状  22-23
    1.2.2 国内外研究现状  23-28
    1.2.3 总结与评价  28-29
  1.3 课题研究内容  29-33
    1.3.1 研究内容  29-30
    1.3.2 研究方法  30-31
    1.3.3 研究框架  31-33
2 实验概述  33-39
  2.1 实验场地概况  33-35
  2.2 实验进度安排  35-36
  2.3 实验中的细节处理  36-38
  2.4 测试设备的精度校正  38-39
3 轻型绿化屋面隔热性能研究  39-59
  3.1 隔热性能测试安排  39-45
    3.1.1 测试参数及测试仪器  39-40
    3.1.2 测试方法及测点布置  40-44
    3.1.3 测试注意事项及测试时间安排  44-45
  3.2 隔热性能分析  45-57
    3.2.1 屋面内外表面最高温度  45-48
    3.2.2 衰减性  48-52
    3.2.3 延迟性  52-55
    3.2.4 隔热性能与室外天气的相关性  55-57
  3.3 本章小结  57-59
4 轻型绿化屋面对室内热环境的影响研究  59-82
  4.1 对室内热环境影响研究的实验安排  59-65
    4.1.1 测试参数及测试仪器  59-60
    4.1.2 测试方法及测点布置  60-64
    4.1.3 测试时间安排  64-65
  4.2 轻型绿化屋面对室内热环境参数影响分析  65-73
    4.2.1 室内空气干球温度  65-69
    4.2.2 室内湿度场状况分析  69-71
    4.2.3 平均辐射温度  71-73
  4.3 室内人体热舒适性研究  73-79
    4.3.1 PMV 热舒适评价模型  73-75
    4.3.2 室内热舒适性主观投票测试研究  75-79
    4.3.3 讨论  79
  4.4 本章小结  79-82
5 深圳地区轻型绿化屋面节电效果研究  82-100
  5.1 节电效果测试安排  82-84
    5.1.1 测试参数及测试设备  82-83
    5.1.2 测试方法及测点布置  83-84
    5.1.3 测试时间安排  84
  5.2 节电效果研究  84-92
    5.2.1 分体空调能效测试分析  84-87
    5.2.2 节电效果实测分析  87-91
    5.2.3 节电效果与室外气温的相关性研究  91-92
  5.3 深圳市节电量估算  92-98
    5.3.1 典型气象参数的选择  92-94
    5.3.2 深圳市节电量估算  94-98
  5.4 本章小结  98-100
6 轻型绿化屋面热工性能研究  100-128
  6.1 热工性能研究测试安排  100-106
    6.1.1 测试参数及测试设备  100-101
    6.1.2 测试方法及测点布置  101-106
    6.1.3 测试时间安排  106
  6.2 传热系数计算研究  106-117
    6.2.1 综合传热系数KZ研究  106-109
    6.2.2 基于《采暖居住建筑节能检验标准》的传热系数Kp  109-114
    6.2.3 基于定义的传热系数Kd  114-117
  6.3 影响因素的总结与分析  117-124
    6.3.1 土壤层温度分布研究  117-120
    6.3.2 轻型绿化屋面对室外热环境的影响研究  120-122
    6.3.3 两种屋面对太阳辐射吸收情况分析  122-124
  6.4 本章小结  124-128
    6.4.1 传热系数小结  124-126
    6.4.2 影响因素小结  126-128
7 总结与展望  128-132
  7.1 课题研究工作特点  128
  7.2 研究结论  128-131
  7.3 展望及建议  131-132
致谢  132-134
参考文献  134-138
附录  138-139
  A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录  138
  B. 作者在攻读学位期间主要参与的科研项目目录  138-139
附表  139-151
  附表1：测试设备汇总  139-141
  附表2：广州地区空调季节室外最高气温及太阳辐射分布  141-144
  附表3：主观投票表  144-146
  附表4：热电偶精度校正表  146-151

深圳地区轻型绿化屋面热工性能及节电效果研究

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