拉薩市附加陽光間式住宅建筑被動(dòng)式優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

李 恩，楊 柳，劉加平

（西安建筑科技大學(xué)建筑學(xué)院，陜西 西安710055）

拉薩市平均海拔為3 658 m.年平均氣溫為7.8℃，最熱月七月的平均溫度為15.5℃，最冷月一月的平均溫度為–1.6℃[1].拉薩氣候具有典型的高原城市氣候特征．太陽輻射強(qiáng)烈，空氣潔凈，氣壓低，空氣含氧量低，氣溫日較差大，冬季平均溫度并不是很低且采暖期長(zhǎng)[2]．當(dāng)?shù)刈匀毁Y源匱乏.資料表明[3-5]，拉薩居住建筑建設(shè)規(guī)模在城鎮(zhèn)化背景下正在大規(guī)模迅速提高，當(dāng)?shù)鼐用竦纳钏脚c方式逐步向內(nèi)陸經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市靠攏．城市建筑采暖能耗增加有不可避免的趨勢(shì)．在當(dāng)?shù)刈匀粭l件與社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件的雙重約束下，居住建筑利用高效被動(dòng)式太陽能系統(tǒng)來緩解冬季采暖能耗大幅提高是當(dāng)?shù)乇苊饽芎臒o序增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的途徑之一．

對(duì)于拉薩民用建筑熱環(huán)境設(shè)計(jì)與節(jié)能設(shè)計(jì)問題的研究，國(guó)內(nèi)多位學(xué)者從不同角度做出了大量工作．文獻(xiàn)[6]分析了西藏太陽輻射對(duì)于室內(nèi)供暖負(fù)荷的影響，解決了藏區(qū)供暖設(shè)備符合匹配與選擇問題.文獻(xiàn)[7]以藏西南地區(qū)為目標(biāo)，通過對(duì)建筑外墻的穩(wěn)態(tài)與動(dòng)態(tài)傳熱計(jì)算的數(shù)值分析，解決無輔助熱源太陽能采暖的應(yīng)用可行性問題．文獻(xiàn)[8-9]解決了室外綜合溫度對(duì)拉薩實(shí)體外墻傳熱的不同影響問題．文獻(xiàn)[10]詳細(xì)論述了太陽輻射對(duì)于當(dāng)?shù)爻蛐拚禂?shù)的影響，解決了熱工計(jì)算時(shí)的設(shè)計(jì)精度問題．

總體而言，拉薩民用建筑熱環(huán)境與節(jié)能設(shè)計(jì)研究目前已有成果大多以圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱物理性能、熱工設(shè)計(jì)控制指標(biāo)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱優(yōu)化算法作為主要研究對(duì)象，提出了對(duì)應(yīng)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計(jì)方案或者更精準(zhǔn)的熱工計(jì)算方法．研究結(jié)果對(duì)控制當(dāng)?shù)囟静膳芎淖龀隽司薮筘暙I(xiàn)．各項(xiàng)研究為本研究提供了一定的啟示與思路．然而，目前還沒有研究從建筑空間設(shè)計(jì)角度出發(fā)，結(jié)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能對(duì)拉薩居住建筑進(jìn)行被動(dòng)式優(yōu)化設(shè)計(jì)．本研究以拉薩附加陽光間式住宅為對(duì)象，綜合建筑戶型設(shè)計(jì)各項(xiàng)要素與圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計(jì)要素進(jìn)行被動(dòng)式優(yōu)化設(shè)計(jì)分析，研究結(jié)果能給當(dāng)?shù)卮祟惥幼〗ㄖO(shè)計(jì)提供具有實(shí)際操作意義的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)指導(dǎo)建議．

1 拉薩市集合式住宅建筑熱環(huán)境測(cè)試概況

由于特殊的地理氣候條件，以及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等原因，拉薩高層建筑相對(duì)較少，城區(qū)的住宅類建筑大致分為兩種：集合式單元房和連排式別墅.拉薩常見的集合式住宅類型為四層三個(gè)單元，每個(gè)單元一梯兩戶的類型.連排式別墅指當(dāng)?shù)卣豁?xiàng)名為“安居苑”的福利性工程.連排式住宅建筑多數(shù)為兩層小樓附帶一個(gè)院子，建筑面積在 200 mm2以下．

前期調(diào)研表明，當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)居住建筑在建造時(shí)一定程度上依靠經(jīng)驗(yàn)采用了被動(dòng)式太陽能設(shè)計(jì)的某些手法．然而在使用過程中依然存在各種問題．本文的研究對(duì)象是當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)住宅中分布較廣的附加陽光間式住宅，作為對(duì)比，另選取一戶直接受益窗式住宅進(jìn)行對(duì)比測(cè)試分析．

1.1 測(cè)試簡(jiǎn)介

課題組針對(duì)拉薩及周邊地區(qū)的居住建筑進(jìn)行了持續(xù)的研究．2007～2015年期間多次對(duì)拉薩市進(jìn)行居住建筑熱環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與問卷調(diào)查．測(cè)試對(duì)象分為：農(nóng)村獨(dú)院式住宅、市區(qū)集合式住宅以及聯(lián)排式別墅“安居苑”．實(shí)地測(cè)試內(nèi)容包括室內(nèi)外溫濕度測(cè)試、太陽輻射強(qiáng)度測(cè)試以及房間壁面溫度測(cè)試．問卷調(diào)查的主要內(nèi)容包括建筑時(shí)間，常住人口，建筑面積，熱感覺，服裝熱阻，房間熱環(huán)境評(píng)價(jià)與建議，以及今后隨著經(jīng)濟(jì)收入的增長(zhǎng)，居民對(duì)居住環(huán)境的更高要求等信息．由于本文關(guān)注重點(diǎn)所限，文章以兩戶城鎮(zhèn)集合式住宅為例介紹其冬季的室內(nèi)溫濕度測(cè)試情況．

1.2 測(cè)試結(jié)果分析

兩棟建筑均朝南向，磚混結(jié)構(gòu).住宅 A建成于1990年，外墻為450 mm厚石磚，無保溫，內(nèi)墻為210 mm厚石磚．住宅B建成于2001年，屬于拉薩典型的單元式住宅建筑，其外墻采用240 mm厚實(shí)心混凝土砌塊，無保溫層，兩戶均未采暖．

住宅A和住宅B的測(cè)試時(shí)間為2009年11月22日上午 11:00至11月24上午 11:00. 圖1為兩戶住宅的戶型圖及溫度測(cè)試結(jié)果．兩戶室內(nèi)溫度的測(cè)試結(jié)果中的數(shù)字序號(hào)（如No.5）為溫濕度記錄儀的編號(hào)，在圖1相應(yīng)的戶型圖中對(duì)應(yīng)的位置放置．由室內(nèi)溫度的對(duì)比分析可知， 住宅A和B的室內(nèi)熱環(huán)境差別較大．住宅A在測(cè)試期間的室內(nèi)平均溫度測(cè)試結(jié)果羅列如下: 記錄儀No.5（南向） 9.82 ℃；記錄儀No.4(北向)，7.49 ℃．同期住宅B的測(cè)試結(jié)果為：記錄儀 No.1(南向)，16.91 ℃；記錄儀 No.2(南向)，15.03 ℃；No.6(南向)，14.38 ℃；No.3(北向)，13.32 ℃；No.13(室外)，4.38 ℃．

由戶型圖可以看出兩戶都采用了一定程度的被動(dòng)式太陽能利用手段.但是兩戶的北向房間室內(nèi)溫度都偏低，室內(nèi)熱環(huán)境有待改善．住宅B相對(duì)較新，屬于拉薩市現(xiàn)有城市住宅的典型代表，直接受益窗、陽光間的設(shè)計(jì)以及新型建筑材料的使用對(duì)改善住宅B的室內(nèi)熱環(huán)境有較為明顯的作用．而住宅A建造時(shí)間較久，沒有陽光間的設(shè)計(jì)，南向得熱面相對(duì)較小，室內(nèi)溫度相對(duì)較低．

圖1 測(cè)試住宅信息：Fig.1 Housing measurement information：

2 附加陽光間式太陽房被動(dòng)式設(shè)計(jì)要素對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境影響分析

在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)流程中，空間設(shè)計(jì)是其中的主要內(nèi)容.同時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工設(shè)計(jì)是影響建筑能耗的重要因素．本文從建筑空間設(shè)計(jì)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能設(shè)計(jì)兩方面討論附加陽光間式太陽房的被動(dòng)式設(shè)計(jì)要素對(duì)冬季采暖能耗的影響．

2.1 計(jì)算模型介紹

圖2 計(jì)算模型標(biāo)準(zhǔn)層平面圖Fig.2 Standard floor plan

基本模型由拉薩市常見的單元式住宅為例生成，共4層，層高3 m，南向外墻窗墻面積比0.58，北向0.18，體型系數(shù)0.36．圖2為基礎(chǔ)模型標(biāo)準(zhǔn)層平面圖．計(jì)算戶型為圖中白色標(biāo)示戶型，如圖示，計(jì)算對(duì)象在建筑內(nèi)部，戶型左右及上下均與其他戶型拼接．模型的構(gòu)造形式如表1所示．文中如無特殊說明，計(jì)算模型無保溫，朝向南向．

表1 基礎(chǔ)模型構(gòu)造Tab.1 Configuration of basic model

2.2 附加陽光間式住宅單體建筑設(shè)計(jì)要素分析

影響被動(dòng)式太陽房冬季采暖能耗的因素有很多，包括：室外空氣溫度，太陽輻射強(qiáng)度，建筑平面布局，建筑外窗類型與窗墻面積比，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能等．如果對(duì)以上所有因素之間的相互影響同時(shí)分析，則排列組合太多，計(jì)算量太大，無法確定最終結(jié)果．為簡(jiǎn)化計(jì)算，上述要素可以簡(jiǎn)化為建筑自身基本參數(shù)，包括：建筑設(shè)計(jì)要素如建筑朝向、陽光間進(jìn)深、開間進(jìn)深組合設(shè)計(jì)；以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計(jì)要素如外窗材質(zhì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能等．

本文模擬工具采用日本THERB軟件．THERB是計(jì)算室內(nèi)溫濕度，熱負(fù)荷及評(píng)價(jià)室內(nèi)熱環(huán)境等的動(dòng)態(tài)計(jì)算軟件，已經(jīng)過日本建筑協(xié)會(huì)及日本國(guó)土交通省制定的關(guān)于日本住宅環(huán)境品質(zhì)確保與促進(jìn)法規(guī)的認(rèn)定[11-12]．軟件設(shè)定如下：計(jì)算步長(zhǎng)為1h，通風(fēng)狀況為所有房間 0.5次/h，內(nèi)外表面換熱系數(shù)分別為8.7 W/m2K與23 W/m2K，采暖房間為圖2中Room1-Room7，陽光間不采暖．

計(jì)算分析拉薩采暖期內(nèi)各模型的采暖能耗，拉薩采暖期為 130 d，但為便于計(jì)算，采暖周期采用整數(shù)月，即11月1日到2月28日不間斷采暖.室內(nèi)設(shè)定溫度為18℃，室外參數(shù)采用文獻(xiàn)[13]．

2.2.1 采暖能耗隨建筑朝向變化規(guī)律分析

實(shí)地調(diào)研表明當(dāng)?shù)鼗旧纤械淖≌ㄖ舷?，這樣對(duì)太陽能采暖非常有利.然而隨著當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及城市化進(jìn)程的推進(jìn)，拉薩很有可能跟其他城市一樣面臨市區(qū)土地緊缺的問題，因此本文針對(duì)建筑朝向與采暖期能耗的關(guān)系進(jìn)行模擬分析．表2為朝向計(jì)算模型的基本信息．

表2 朝向計(jì)算模型信息Tab.2 Aspect models information

按照朝向每 15°設(shè)置一個(gè)模型，模擬共設(shè)置24個(gè)模型.朝向0°為正南向，90°為正西向，180°為正北向，270°為正東向.圖3為計(jì)算結(jié)果．

如圖3所示，在正南，正西，正北，正東四個(gè)朝向中，正南向的采暖季能耗最?。毕蚰Ｐ偷哪芎拇笥谡舷颍∮谡龞|、正西向.這是由于在正北向模型中，原本朝向北側(cè)的外窗變?yōu)槌蚰戏剑c正東正西模型相比，建筑能夠接收太陽直射輻射的外窗面積相對(duì)較大．

模擬結(jié)果顯示，當(dāng)建筑物朝東西兩個(gè)方向時(shí)，建筑的采暖能耗明顯增加.意味著今后面臨土地資源限制時(shí)，若戶型設(shè)計(jì)必須朝東西向，則建筑物應(yīng)當(dāng)對(duì)戶型及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能進(jìn)行專門設(shè)計(jì)以應(yīng)對(duì)朝向帶來的能耗問題．

圖3 不同朝向陽光間模型的采暖能耗模擬結(jié)果Fig.3 Simulation result of heating consumption in different orientation of Sunroom models

2.2.2 采暖能耗隨陽光間進(jìn)深變化規(guī)律分析

通常住宅建筑設(shè)計(jì)中，陽光間也被稱為南向封閉陽臺(tái)．在建筑空間設(shè)計(jì)中，陽臺(tái)的功能較為豐富，例如景觀，采光空間等等.從建筑設(shè)計(jì)角度，滿足其使用功能要求是第一位的．同時(shí)陽光間作為被動(dòng)式設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵集熱構(gòu)件，獲取太陽能是其設(shè)計(jì)要求的重點(diǎn)．陽光間的進(jìn)深設(shè)計(jì)除了會(huì)影響其使用功能外，也會(huì)影響集熱效果.本文對(duì)陽光間的進(jìn)深設(shè)計(jì)對(duì)采暖能耗的影響進(jìn)行模擬計(jì)算分析．.

圖4為兩個(gè)不同進(jìn)深陽光間模型的示意圖.圖4（a）為陽光間進(jìn)深0.6 m的模型，圖4（b）為陽光間進(jìn)深2.4 m的模型．表3為不同進(jìn)深陽光間模型的基本信息，本計(jì)算案例中共有5個(gè)陽光間進(jìn)深計(jì)算模型.其中陽光間進(jìn)深 0 m案例意為沒有陽光間設(shè)計(jì)，戶型呈現(xiàn)直接受益式太陽房形式.建筑模型的熱工設(shè)定在前文及表格3中已有說明．

圖4 陽光間進(jìn)深模型示意圖Fig.4 Schematic diagram of the sunroom depth models：

表3 陽光間進(jìn)深計(jì)算模型信息Tab.3 Information of sunroom depth models

圖5 陽光間進(jìn)深模型計(jì)算結(jié)果Fig.5 Simulation results of sunroom depth models

圖5為模擬計(jì)算結(jié)果.如圖所示，與陽光間進(jìn)深為0的模型（直接受益式模型）相比，陽光間模型的能耗相對(duì)較?。柟忾g模型之間對(duì)比，隨著陽光間進(jìn)深增大，采暖季計(jì)算能耗呈現(xiàn)增大趨勢(shì)．因此從建筑采暖能耗削減角度考慮，陽光間的進(jìn)深尺寸越小越好．然而陽光間作為一個(gè)建筑空間有其固有的建筑功能，因此在滿足使用功能的前提下，陽光間的進(jìn)深應(yīng)該控制為較小的尺寸．在本文計(jì)算案例中，進(jìn)深1.2 m與1.8 m為較適宜的進(jìn)深尺寸．

2.2.3 采暖能耗隨戶型開間進(jìn)深組合設(shè)計(jì)變化規(guī)律分析

在相同面積下，建筑平面布局可以由不同的開間進(jìn)深組合而成.在建筑空間組合理論中，大進(jìn)深設(shè)計(jì)被認(rèn)為能夠節(jié)約土地資源.在建筑節(jié)能理論中，定性分析，不同的建筑形體設(shè)計(jì)有不同的南向太陽能集熱面積及不同的南、北向失熱面積.因此，增加面寬對(duì)于建筑節(jié)能而言，既有積極影響，又有消極影響．為了更清楚的了解建筑平面設(shè)計(jì)中的面寬進(jìn)深組合設(shè)計(jì)與其采暖能耗之間的關(guān)系，圖6展示了三個(gè)平面布局組合的模型，表4為模型信息．

圖6 相同面積下不同開間進(jìn)深組合模示意圖Fig.6 Different unit shape design for attached sunroom models with same layout area

表4 戶型開間進(jìn)深組合模型信息Tab.4 Information of layout models

計(jì)算結(jié)果如圖7所示，在前述計(jì)算條件下，大進(jìn)深單元的采暖能耗最低．但模型間差異較小，能耗最低值大進(jìn)深單元與能耗最高值大開間單元相比，采暖能耗減少量為8%.考慮到在建筑學(xué)理論中大進(jìn)深設(shè)計(jì)能夠相對(duì)節(jié)約土地．因此建議在戶型設(shè)計(jì)中采用大進(jìn)深設(shè)計(jì).需要說明的是，計(jì)算結(jié)果基于主要房間全采暖設(shè)計(jì)，在無采暖情況下，北向房間的熱環(huán)境很差．在進(jìn)行大進(jìn)深戶型設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)尤其注意這一點(diǎn)．

圖7 開間進(jìn)深組合模型采暖能耗計(jì)算結(jié)果Fig.7 Simulation results of different unit shape design models with same area

2.3 附加陽光間式住宅單體圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計(jì)要素分析

2.3.1 采暖能耗隨外窗材質(zhì)變化規(guī)律分析

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的透明部分是建筑物獲得太陽直射輻射的主要來源，同時(shí)外窗也是建筑失熱的主要途徑．外窗的材質(zhì)不同，其熱工性能有較大差異，為了得到外窗材質(zhì)對(duì)拉薩居住建筑的能耗影響，本文針對(duì)外窗的類型進(jìn)行模擬分析．表5為單玻、雙波與low-e窗3種不同外窗構(gòu)造模型的基本信息．圍護(hù)結(jié)構(gòu)其他熱工性能及建筑模型信息已在3.1節(jié)中論述．

表5 外窗材質(zhì)計(jì)算模型信息Tab.5 Information of windows materials

圖8 外窗材質(zhì)模型采暖能耗計(jì)算結(jié)果Fig.8 Simulation results of windows materials models

圖8為計(jì)算結(jié)果，如圖所示，三個(gè)計(jì)算模型的采暖季能耗差別較大．單玻窗的熱工性能最差，其采暖季的采暖能耗最大．low-e玻璃模型的能耗最?。畲笾禐樽钚≈档募s1.5倍.雙玻窗的能耗為中間值，且其與low-e窗能耗差別相對(duì)較?。?/p>

3.3.2 外墻熱阻與外窗材質(zhì)綜合作用下的建筑采暖能耗變化規(guī)律分析

在一般的建筑熱工設(shè)計(jì)中，實(shí)體墻的保溫性能是影響建筑采暖能耗的重要因素之一．本節(jié)結(jié)合外窗類型及外墻保溫性能的共同作用，模擬計(jì)算在兩者共同作用下模型的采暖能耗變化規(guī)律.表6為外墻熱阻與外窗類型的計(jì)算模型基本信息．其他計(jì)算條件同前．

表6 外墻熱阻與外窗類型模型信息Tab.6 Information of external wall thermal resistance and windows types models

圖 9為模擬計(jì)算結(jié)果.從圖中明顯可以看出無論是單玻窗、雙玻窗還是low-e窗模型，外墻保溫層0～2 cm時(shí)，建筑的采暖能耗均有明顯的下降．且隨著保溫層厚度的增加，能耗越來越小.但是各組中能耗差最大的兩個(gè)模型均出現(xiàn)在保溫層0～2 cm變化時(shí)．隨著保溫層厚度的增加，節(jié)能率的增幅越來越小．說明對(duì)于當(dāng)?shù)鼐幼〗ㄖ?jié)能設(shè)計(jì)而言，對(duì)于外墻保溫設(shè)計(jì)，第一步應(yīng)該解決從無保溫設(shè)計(jì)到有保溫設(shè)計(jì)的情況．

圖9 外墻保溫與外窗材質(zhì)組合模型采暖能耗計(jì)算結(jié)果Fig.9 Simulation results of the thermal resistance and windows material models

三種外窗類型組別之間能耗進(jìn)行對(duì)比，單玻窗模型明顯大于雙玻窗模型與low-e窗模型.總體來講low-e組各個(gè)模型能耗相比較另外兩種外窗材質(zhì)組的對(duì)應(yīng)模型來說，能耗最?。治鐾鈮嶙柘嗤瑮l件下外窗材質(zhì)對(duì)能耗的影響可知，外窗類型由雙玻窗變?yōu)閘ow-e窗的節(jié)能量小于由單玻窗變?yōu)殡p玻窗時(shí)的節(jié)能量．考慮到low-e窗的實(shí)際成本問題，當(dāng)?shù)亟ㄖ?jié)能策略在外窗上第一步應(yīng)該表現(xiàn)為先將單玻窗換為雙玻窗．

最后，需要說明的是，文中的所有計(jì)算結(jié)果基于前文的設(shè)定條件．其中，模擬戶型位于中間樓層的中間位置對(duì)于建筑能耗的影響較為重要．如果計(jì)算對(duì)象為建筑的端頭或者頂層及底層，計(jì)算結(jié)論將會(huì)有所差異．另外，由于實(shí)際條件的限制，文中的模擬計(jì)算結(jié)果無法與當(dāng)?shù)貙?shí)際建筑采暖能耗進(jìn)行對(duì)比分析．但是通過對(duì)基本模型進(jìn)行采暖能耗的穩(wěn)態(tài)計(jì)算對(duì)比分析，計(jì)算結(jié)果與軟件模擬趨勢(shì)一致，模擬結(jié)論是可靠的．

3 附加陽光間式太陽房被動(dòng)式設(shè)計(jì)要素優(yōu)化效果對(duì)比對(duì)分析

3.1 附加陽光間式太陽房模型被動(dòng)式設(shè)計(jì)要素優(yōu)化方案

實(shí)際住宅建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，戶型千變?nèi)f化，影響要素繁多，面臨的矛盾各不相同．很難通過針對(duì)某一數(shù)字模型的優(yōu)化描述來確定住宅建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)最優(yōu)方案．但是在目前我國(guó)大多數(shù)建筑設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)流程中，影響建筑物單體設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要素總有改善的余地，結(jié)合文章第三節(jié)的研究?jī)?nèi)容，分別建立兩個(gè)附加陽光間式太陽房計(jì)算模型，對(duì)文章研究?jī)?nèi)容進(jìn)行采暖能耗節(jié)能效果驗(yàn)證分析．基礎(chǔ)模型為3.1節(jié)中描述的基本模型.以文章第三節(jié)內(nèi)容為依據(jù)進(jìn)行基礎(chǔ)模型的能耗改造設(shè)計(jì)．改進(jìn)方案如下：依照實(shí)地調(diào)研的情況，建筑朝向不做變動(dòng)；陽光間進(jìn)深由1.5 m減小至1.2 m．考慮到當(dāng)?shù)氐膯卧郊献≌⑽床捎媚芎拇蟮拇箝_間設(shè)計(jì)，因此，開間進(jìn)深組合設(shè)計(jì)保持不變.外窗材質(zhì)方面，考慮到當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)承受能力，將基礎(chǔ)模型中的單玻窗優(yōu)化為雙玻窗.外墻熱阻方面，基于同樣的考慮，采用計(jì)算案例中2 cm保溫層的做法．

3.2 節(jié)能效果驗(yàn)證對(duì)比分析

為了驗(yàn)證優(yōu)化模型的改善效果，對(duì)兩個(gè)模型進(jìn)行對(duì)比分析．采暖期等各項(xiàng)計(jì)算參數(shù)同3.1節(jié)所述，在此不再重復(fù)．

在計(jì)算條件下，模擬結(jié)果如下：原模型的采暖季采暖能耗為1 024.7 kWh，改進(jìn)模型的采暖季采暖能耗為551.7 kWh.改進(jìn)模型與原始模型的采暖能耗對(duì)比減少了 54%.計(jì)算結(jié)果表明上述能耗改進(jìn)方案能夠大幅降低建筑的采暖能耗．應(yīng)該在當(dāng)?shù)氐年柟忾g式住宅建筑中推廣．

4 結(jié)論

通過上面的分析，對(duì)于拉薩市的多層居住建筑可以得到以下幾個(gè)結(jié)論：

（1）拉薩市住宅建筑朝向能夠大幅影響建筑的采暖能耗.南向是建筑節(jié)能的最有利朝向；若無法朝南，需要進(jìn)行額外的節(jié)能設(shè)計(jì)；

（2）在南向陽光間進(jìn)深設(shè)計(jì)中，有陽光間設(shè)計(jì)明顯比同等條件下無陽光間設(shè)計(jì)有利于節(jié)能.同時(shí)，隨著陽光間進(jìn)深的增大，建筑能耗有增大趨勢(shì)．考慮到陽光間的功能，1.2 m進(jìn)深比較合適；

（3）在相同面積下，大進(jìn)深設(shè)計(jì)比大開間設(shè)計(jì)更有利于節(jié)能.但是各個(gè)模型之間能耗差別不大；

（4）外窗熱工性能的改善能夠有效降低建筑采暖能耗.建議不再使用單玻窗；

（5）外墻熱工性能研究表明，有無外墻保溫對(duì)于模型的采暖能耗差有重要影響.有保溫設(shè)計(jì)能夠明顯降低采暖能耗.同時(shí)隨著保溫層的增厚，模型間的能耗差越來越小.說明當(dāng)?shù)乇卦O(shè)計(jì)的第一步應(yīng)該是從零保溫層到有保溫設(shè)計(jì)的推進(jìn)方式．

最后，由于篇幅所限，本文只進(jìn)行了拉薩市常見的居住建筑中的一種類型的模擬計(jì)算，并且只進(jìn)行了附加陽光間式太陽房的設(shè)計(jì)要素優(yōu)化分析，對(duì)于其他類型的居住建筑的被動(dòng)式優(yōu)化分析，將在今后的研究中進(jìn)行．

References

[1]楊柳,朱欣榮,劉艷峰,等. 西藏自治區(qū)《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》編制說明[J]. 暖通空調(diào),2010(09):51～54.YANG Liu, ZHU Xinrong, LIU Yanfeng, et al. Review of design standard for energy efficiency of residential buildings in Tibet autonomous region[J]. HV&AC. 2010(09):51～54.

[2]LI En, AKASHI Yasunori, LIU Jiaping, Design methodology of energy saving building in developing cities—the geography, climate, society and indoor environment of Tibet[J]. Journal of Habitat Engineering, 2009,1(1):125～134.

[3]LI EN. Passive design strategy on residential buildings for sustainable development of Lhasa[D]. Fukuoka: Kyushu University, 2013.

[4]拉薩市統(tǒng)計(jì)局. 拉薩統(tǒng)計(jì)年鑒2009[M]. 北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2010.Bureau of Statistics of Lhasa. Lhasa statistical yearbook 2009. Beijing: China Statistics Press, 2010.

[5]拉薩市統(tǒng)計(jì)局. 拉薩統(tǒng)計(jì)年鑒2010[M]. 北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2011.Bureau of Statistics of Lhasa. Lhasa statistical yearbook 2010. Beijing: China Statistics Press, 2011.

[6]王磊．西藏地區(qū)被動(dòng)太陽能建筑采暖研究[D]．成都：西南交通大學(xué)，2008.WANG Lei. Study on the passive solar heating building in Tibet[D].Chengdu:Southwest Jiaotong University, 2008.

[7]肖偉．藏西南邊遠(yuǎn)地區(qū)直接受益式太陽能采暖研究[D]．北京：清華大學(xué)，2010．XIAO Wei. Study of the direct gain solar heating in remote southwest Tibet[D]. Beijing : Tsinghua University, 2010.

[8]李恩．太陽能富集地區(qū)居住建筑墻體節(jié)能分析與構(gòu)造優(yōu)化[D]．西安：西安建筑科技大學(xué)，2008．LI En. The energy saving analysis for residential building walls and optimization of solar energy reception of structures in areas of high exposure[D]. Xi'an: Xi'an University of Architecture and Technology, 2008.

[9]桑國(guó)臣．西藏高原低能耗居住建筑構(gòu)造體系研究[D]．西安：西安建筑科技大學(xué)，2009．SANG Guochen. Study on construction system of low energy consumption residential buildings in Tibet Plateau[D]. Xi'an: Xi'an University of Architecture and Technology, 2009.

[10]王東．西藏節(jié)能居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的修正系數(shù)研究[D]．重慶：重慶大學(xué)，2006．WANG Dong. Research on correct factor of envelope k factor for energy efficiency resident building in Tibet [D].Chongqing: Chongqing University, 2006.

[11]OZAKI A, WATANABE T, TAKASE S.Simulation software of the hydrothermal environment of buildings based on detailed thermodynamic models[C]//eSim 2004 of the Canadian Conference on Building Energy Simulation.Vancouver (Canada): CANMET Energy Technology Branch, 2004.

[12]OZAKI A, WATANABE T. Simulation software to describe the thermal environment of residential buildings based on detailed physical models [C]//eSim 2001 of the Canadian Conference on Building Energy Simulation.Vancouver (Canada): CANMET Energy Technology Branch, 2001.

[13]GB50736-2012 民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京. 中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2012.GB50736-2012 Design code for heating ventilation and air conditioning of civil buildings [S]. Beijing: China Architecture Industy Press, 2012.