杭州市近郊农宅的能耗分析及研究.doc

浙江农林大学本科生毕业设计（论文）开题报告（含文献综述）

本 科 生 毕 业 设 计（论文）

开题报告（含文献综述）

（ 2015届）

题 目：诸暨市不同结构形式的新农村住宅的能耗分析
学生姓名： 王子威
学　 号： 201208370130
专业班级： 土木工程121班
学院名称： 暨阳学院
指导教师： 申绘芳

2015 年 12 月 18 日
诸暨市近郊农宅的能耗分析及节能研究
1 研究背景
随着我国经济的发展和人民物质生活水平的提高，城乡建筑建设速度加快，浙江省是经济大省，随着近年来城镇化进程的不断加快，农村居民生活水平的提高十分迅速，这势必加快农村住宅的更新。同时，农村居民对追求更加舒适健康的居住环境的呼声也不断增加，而到2010年末[1]，农村人均住宅面积更是达到58.53平方米，比城镇人均住房建筑面积多23.24平方米，并且差距有可能继续扩大。可想而知，大量出现的农村住宅将带来较大的能源消耗以及碳排放问题。当前，我国政府正在大力推进建筑节能工作，制定了《国家应对气候变化方案》[2]及其相关政策，并承诺在2020 年将单位GDP 的碳排放强度比2005年降低40%～45%，并发展绿色建筑。为此如何解日益增长的人居住宅能源消耗及其环境负荷与宏观降低碳排放量的矛盾，并实现最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染，创造健康、适用、高效、与自然和谐共生的建筑空间，这些都是需要我们进行研究的课题。
2 研究目的与意义
2.1 目的
本研究课题是响应国家绿色建筑节能减排和社会主义新农村建设发展要求，以杭州萧山农宅作为研究对象，研究分析新农村住宅在施工阶段所采用的围护结构及构造组成对正常使用阶段中空调使用的能耗影响，定量说明节能措施对节能减排具有重要的意义。同时，根据研究结果，针对外窗等高耗能部位，提出低投入、低消耗、少污染、高效率合理方案建议，实现低碳节能，为推广新农村住宅领域的节能减排工作做出贡献。
2.2 意义
基于本次研究结果，提出较为合理的低投入、低消耗、少污染、高效率的节能方案，为推广新农村住宅领域的节能减排工作做出贡献。
3 研究现状、内容和方案
3.1 研究现状
本研究课题是响应国家绿色建筑节能减排和社会主义新农村建设发展要求，立足于浙江省新农村建设的实际情况，全面调查和研究杭州萧山新农村住宅的能耗和碳排放情况。针对研究结果，提出对萧山地区新农村住宅节能减排的具有价值的技术方案和建议。
3.2 研究内容及方案
以杭州萧山农宅为例，研究近几年已完成或正在建设农村新住宅在各个阶段的能耗情况。首先了解建筑在施工阶段外围结构材料使用情况，以外围建材的传热系数为计算目标；将实际模型进行简化，提出三个不同围护结构模型，并量化比较；其次，分别计算不同模型的能耗量，用图表的方式呈现各能源消耗情况等；最后，结合相关的期刊文献、书籍、法规文件等资料，提出合理的施工工艺及操作方法等[3]，提出对新农村住宅节能减排的具有价值的技术方案和建议。
考虑到不同区域收入水平、生活习惯及施工水平等存在差异，从调查数据中得到的关于新农村住宅能源使用量的情况存在与实际情况相悖[4]。除此之外，由于时间和经费的限制，不能全面对杭州萧山新农村住宅能耗情况进行调查。因此，本文最后获得的针对不同建材与结构形式对农村住宅在正常使用阶段的能耗情况只能作为参考，不能作为绝对依据[5]。
4 国内外相关研究综述
4.1 国外相关研究情况
在国外，研究建筑物能耗和CO2等温室气体的研究机构和组织较多，相应的研究体系相对比较完整，多以发达国家为主，集中在北美、欧盟、日本等地。例如，学者Keoleian等人在2000年调查了美国居民住宅生命周期能源消耗和温室气体排放标准，提出了基于此等效的房屋可能包含的能源有效策略；Winistorfer等人于2005年对美国四个区域的虚拟住宅从建筑物的使用、维护和处理等方面进行了能源消耗和温室气体排放的调查；在2007年，Li等人对两层内的住宅建筑物进行了环境影响的分析对比[6]。在上述研究中，均从不同方面研究本地区的建筑住宅外墙系统，进而获得建筑物对周边环境产生的影响及作用。
为能更加系统的研究建筑物碳排放以及对环境产生的影响，各国根据实际需要，有针对性的开发出了具有不同优点及侧重点的软件和数据库，帮助研究人员能够快速准确把握问题关键，使结论更加科学合理。例如，新西兰的奥克兰大学发起的Life Cycle Analysis Model包含新西兰建筑材料的相关能耗信息；英国建筑研究院的ENVEST具有庞大的数据库，涉及各种建筑元素的能耗数据。美国国家环保局的LCA-ACCESS建立了产品全生命周期的各个阶段需要的能耗数据；日本借助自己的建筑环境影响量化评价软件——AIJ-LCA，综合评价建筑对本地的环境影响[7]。
4.2 国内相关研究情况
在台湾，很早就有相关学者对建筑能耗分析和节能减排的进行研究，例如国立成功大学的林宪德教授及其学生张又升、黄国仓等。张又升的博士论文《建筑物生命周期二氧化碳减量评估》中，基于当地建筑物的评估分析与统计资料，建立了台湾建筑物生命周期CO2排放量评估法的计算流程与评估公式，用于预测不同规模与建筑类型的RC建筑物躯体的CO2排放量，探讨建筑物的环境影响程度。在研究调查过程中，发现台湾建筑物新建工程的CO2排放比例偏低，而日常使用能源的CO2排放比例偏高，节能减排的重要部分是在于日常正常使用阶段的对能耗的使用。黄国仓的博士论文《办公建筑生命周期节能与二氧化碳减量评估之研究》中，以理论的数学方法估算各种建筑设备系统的全年能耗量，再将全年能耗量换算成全年CO2排放量，得出日常能源是办公建筑的主要耗能者，约占CO2排放量比例的80%以上[8]。为此，如何开展节能减排工作来实现日常能耗的减少显得尤为重要。
在我国大陆，能耗分析和节能减排评价处于尚处于初级阶段，建筑风格广泛，地理条件复杂等因素均影响基础资料的获取，也导致研究过程中采用了不同的估算方法及假设条件，使结果不具代表性，难以满足地方上的建筑住宅节能的理论依据。尽管如此，大陆仍然出台了大量的规范标准来实现建筑节能减排，如《绿色建筑评价标准》、《民用建筑设计标准》、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》等等，不同方面对建筑全生命周期中的建造阶段和使用阶段的施工工艺和建筑构造进行约束，来达到节能减排的目的。在浙江地区，也有例如《浙江省“十一五”发展循环经济建设节约型社会的总体规划》、《杭州地区节能住宅热工设计标准》等相关建设节能的文件，进一步规划和强调节能减排的重要性。在研究住宅能耗的软件方面，同济大学潘毅群教授课题组就有建筑全能耗分析软件—EnergyPlus，通过条件模拟，能够较好的对建筑的空调和冷热源设备的能耗问题。
4 预期成果和创新点
4.1 预期成果
（1）外围建材的传热系数统计图表
（2）正常使用情况的能耗情况统计图表
（3）关于新农村住宅在正常使用阶段的节能减排的方案和建议。例如，外墙、屋面及窗户是住宅主要的与外界环境直接接触的部分，同时也是降低能耗量的主要部分。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%～6%，而节能可达20%～40%[9]
4.2 创新点
本次研究是具体到杭州萧山新农村住宅的正常使用阶段能耗情况的研究，目标对象明确，实际应用性强，具有一定的参考价值。
在研究过程中，选用的研究方法和手段主要有：文献整理与归纳综合相结合，案例调研与实证分析相结合等方法，通过收集大量的一手资料，合理筛选纷繁复杂的数据，整理归纳并进行相关的总结，尽可能减少误差，能够如实反应实际情况。

5 研究优势
曾开展过对类似课题的调查研究，并在《Advanced Material Research》发表名为《A Study on the Energy Consumption of Zhejiang New Rural Residential Buildings Based on LCA Theory》（基于LCA理论的浙江省新农村住宅建筑能耗研究）的文章。相关的调查资料和研究方法可为本次研究提供参考意见和帮助，使主题更加清晰明确，结果更加真实可靠。
6 研究安排
（1）根据任务书，制定详细研究计划及其操作方案
（2）实地调研杭州近郊地区新农宅能耗情况，主要是获得年人均用电量、年家庭用电量、以及农宅家庭成员主要居住情况及主要时间段。以走访，问卷，拍照等形式收集相关的资料。根据统计情况，选择典型新农村住宅进行本次研究对象。
（3）获得该农宅新农村住宅CAD图纸，根据图纸确定结构形式，建材用量等数据；整理归纳总结数据，对实际问题进行建模，并计算相关必要数据，同时考虑实际情况与建立模型的差异，以参数形式予以表示；对不同模型的计算结果进行比较，得出一些合理的相关结论，再结合相关期刊文献、书籍、法规文件等资料以及施工工艺和操作方法，给出对新农村住宅节能减排的技术方案和建议 [10] [11] 。
（4）撰写毕业论文初稿。在导师的相关指导建议下进一步修改论文。准备结题工作。

参考文献
[1] 浙江统计局.浙江省统计年鉴2011[M].北京：中国统计出版社,2011.
[2] IPCC2006.2006 年IPCC 国家温室气体清单指南[M].全球战略研究所,2006.
[3] 董春利,刘叶冰,张利.绿色住宅建设中的可再生能源技术[J].住在科技,2008（11）, 42-46页
[4] Zha Donglan, Zhou Dequn, Zhou Peng .Driving forces of residential CO 2 emissions in urban and rural China: An index decomposition analysis. Energy Policy 38 (2010) 3377–3383
[5] 武涌. 中国建筑节能管理制度创新研究[M].北京：中国建筑工业出版社,2007.
[6] 王宗鹏.不同建筑外墙系统在整个住宅生命周期产生的环境影响[J]. 建筑科学, 2012, 21: 58页
[7] 周晓. 浙江省城市住宅生命周期CO2排放评价研究[D]. 杭州：浙江大学. 2012.3
[8] 燕艳. 浙江省建筑全生命周期能耗和CO2排放评价研究[D]. 杭州：浙江大学. 2012.3
[9] 陈英存. 德国建筑节能体系与技术及其对我国的启示[J].生态经济,2008（9）：151～153页
[10] 乔永峰.基于生命周期评价法(LCA)的传统民居的能耗分析与评价[D].西安：西安建筑科技大学.2006.5.31
[11] Jun Li, Michel Colombier. Managing carbon emissions in China through building energy efficiency. Journal of Environmental Management 90 (2009) 2436–2447

指导教师意见：

指导教师签名：
年 月 日
学科意见：

开题报告答辩结果： □ 通 过 □ 不 通 过

学科负责人签名：
年 月 日

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