基于全生命周期的嚴(yán)寒地區(qū)外窗物理性能優(yōu)化研究.pdf

1、推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)發(fā)展和人民生活水平不斷提高是一個(gè)重大戰(zhàn)略問題。嚴(yán)寒地區(qū)因?yàn)榈赜蚝蜌夂虻奶厥庑?，該地區(qū)的建筑外圍護(hù)有特殊的要求。外窗作為建筑外圍護(hù)的重要組成部分，其相關(guān)研究受到了人們的重視。論文在嚴(yán)寒地區(qū)外窗滿足既有采光和日照性能要求的前提下，以外窗的熱工性能、通風(fēng)性能和防噪聲性能及全生命周期模型等方面為主要研究?jī)?nèi)容，以全生命周期模型對(duì)室內(nèi)環(huán)境的作用和影響為研究范疇，通過全生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)的方法對(duì)全生命周期模型進(jìn)行驗(yàn)證和評(píng)價(jià),提出

2、適合嚴(yán)寒地區(qū)使用的適配型外窗。
　　論文對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)的氣候特征進(jìn)行了介紹，對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)外窗相關(guān)概念進(jìn)行解析，對(duì)全生命周期評(píng)價(jià)體系理論進(jìn)行了全面地介紹，分析了嚴(yán)寒地區(qū)外窗全生命周期評(píng)價(jià)體系的影響因素，對(duì)這些影響因素的有效性了進(jìn)行分析。
　　論文分析了嚴(yán)寒地區(qū)現(xiàn)有外窗類型對(duì)采暖期室內(nèi)熱環(huán)境的影響和作用。外窗的隔熱性能是嚴(yán)寒地區(qū)外窗設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)，嚴(yán)寒地區(qū)的特點(diǎn)就是溫度低，如果窗戶的隔熱性能不好，使得室內(nèi)外的熱能交換率大，這樣就無法保

3、證室內(nèi)的適宜溫度。對(duì)外窗對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境相關(guān)因素進(jìn)行了分析，得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，建立理論模型，得到熱對(duì)流和熱傳導(dǎo)的相關(guān)依據(jù)，為基于全生命周期的外窗物理性能優(yōu)化提供有效的保障；同時(shí)，對(duì)外窗結(jié)露問題進(jìn)行了研究和分析，提出解決結(jié)露問題的有效措施。
　　論文分析了嚴(yán)寒地區(qū)現(xiàn)有外窗類型對(duì)采暖期室內(nèi)風(fēng)環(huán)境的影響和作用。由于嚴(yán)寒地區(qū)冬季風(fēng)速快，持續(xù)作用在外窗上的應(yīng)力大，對(duì)外窗的使用影響很大；由于冬季采暖期，外窗處于長(zhǎng)期封閉的狀態(tài)，嚴(yán)重影響了室內(nèi)空氣品質(zhì)

4、，人長(zhǎng)期生活在這種環(huán)境必定影響其身心健康。通過風(fēng)壓值計(jì)算，得到哈爾濱地區(qū)的風(fēng)壓級(jí)，在測(cè)得風(fēng)速的基礎(chǔ)上通過有限元分析對(duì)現(xiàn)有外窗抗風(fēng)壓性能進(jìn)行研究，得到不同材料、不同形式外窗抗風(fēng)壓性能的數(shù)據(jù)，通過不同類型外窗的對(duì)室內(nèi)風(fēng)環(huán)境的影響，得出理論模型，為后續(xù)的物理性能優(yōu)化提供參考。
　　論文分析了嚴(yán)寒地區(qū)現(xiàn)有外窗類型對(duì)采暖期室內(nèi)聲環(huán)境的影響和作用。通過統(tǒng)計(jì)能量分析得到影響外窗隔聲性能的相關(guān)因素，得出玻璃部分的平均響應(yīng)速度大于其它結(jié)構(gòu)的平均速度

5、響應(yīng)，向外輻射的噪聲最大；玻璃部分表面振動(dòng)最大，向外輻射的能量最多。在此研究基礎(chǔ)之上，提出改善外窗隔聲性能的可行性解決方案，建立統(tǒng)計(jì)能量分析的理論研究框架，為后面的研究工作提供有效的保證。
　　另外，根據(jù)嚴(yán)寒地區(qū)的具體需要，通過用戶的需求調(diào)查，結(jié)合之前的研究，論文進(jìn)行了窗式通風(fēng)器的研究與設(shè)計(jì)。窗式通風(fēng)器對(duì)改善室內(nèi)空氣品質(zhì)、保證采暖期室內(nèi)環(huán)境自然通風(fēng)、減少室內(nèi)外空氣強(qiáng)對(duì)流、提高室內(nèi)的熱舒適性、隔聲降噪和防止外窗結(jié)露等方面有明顯的改良

6、效果。
　　最后，確定嚴(yán)寒地區(qū)外窗全生命周期模型的目的和范圍，對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)外窗全生命周期評(píng)價(jià)的影響因素進(jìn)行分析和分類，確定了嚴(yán)寒地區(qū)外窗全生命周期環(huán)境影響類型包括：全球變暖、臭氧消耗、環(huán)境總的釋放量、溫室效應(yīng)的影響、酸化影響以及富營(yíng)養(yǎng)化影響。對(duì)現(xiàn)有外窗的清單進(jìn)行了分析，評(píng)價(jià)其對(duì)環(huán)境的潛在影響，在此基礎(chǔ)之上提出了基于通風(fēng)性能的外窗優(yōu)化構(gòu)想、基于熱工性能的外窗優(yōu)化構(gòu)想、基于室內(nèi)防噪性能的外窗優(yōu)化構(gòu)想、基于全生命周期評(píng)價(jià)的外窗構(gòu)想，通過數(shù)