张家口寒冷地区乡村装配式超低能耗住宅设计研究

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随着城镇化的不断推进,我国乡村能源危机和环境破坏日益严重,并引发国家的高度关注。我国于近期提出了“二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,力争2060年前实现碳中和”的双碳目标,而第十四个五年规划和2035远景目标也提出了低碳节能的政策导向,并随着《张家口首都水源涵养功能区和生态环境支撑区建设工作推进方案》的实施,张家口地区乡村节能减排,特别是张家口地区乡村住宅的低能耗研究具有重要的科学意义和现实意义。因此,文章以处在环京生态圈的张家口地区乡村住宅为主要研究对象,构建装配式超低能耗乡村住宅设计研究框架,以可行高效的建筑设计策略及节能技术策略来改善住宅能耗现状,为指导张家口地区乡村住宅设计提供参考依据。首先,对乡村装配式建筑和超低能耗建筑的国内外研究进展和发展现状的相关研究进行了文献整理和归纳,为本文研究提供了借鉴与支撑。其次,通过对张家口乡村地区的实地调研,包括乡村住宅的建筑结构、空间分布、用能形式、家庭成员组成等,提出了张家口乡村地区装配式超低能耗住宅的必要性和可行性。同时对张家口乡村地区部分典型装配式、超低能耗住宅进行调研分析,为装配式超低能耗住宅的建筑设计策略和节能技术策略提供了参考依据。再次,针对调研情况对张家口乡村地区装配式超低能耗住宅进行了建筑设计策略研究和节能技术策略研究。在建筑设计方面,确定适宜性装配式结构体系,提出装配式住宅空间模块组合策略,并从地域性视角提出平面设计以及立面设计的相关适宜性策略。在节能技术方面,从建筑的保温性能、建筑的气密性能、建筑的地域性能源适用三个方面,提出具体设计策略以及建造节能技术措施,以降低建筑在使用过程中的总体能耗。最后,结合研究成果对张家口乡村地区的装配式超低能耗住宅进行设计实践,并进行实测和模拟。通过PHPP能耗软件的模拟结果表明,相比参照住宅,装配式超低能耗建筑本体的节能率可以达到90.4%,冬季室内实测温度平均值为23.1℃,符合河北省《被动式超低能耗居住建筑节能设计标准(2021)》中的室内热环境指标参数。通过经济分析,该装配式超低能耗乡村住宅可在2.87年后回本。本文旨在通过对张家口乡村地区住宅进行了深入分析研究,探索装配式超低能耗乡村住宅在张家口乡村地区推广的可能性,对住宅的建筑设计策略和节能技术策略提出建议。论文从建筑设计和节能技术的双重角度对张家口地区乡村住宅进行了节能提升,优化了乡村居民生活环境、增加清洁能源使用、减少碳排放。并借此研究成果对推动张家口地区乡村装配式超低能耗乡村住宅的发展提供了一定的基础数据和设计参考。
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