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基于全寿命周期理论的严寒地区屋顶构造优化研究

2016-11-03 17:03:18 来源: 阅读数:973

建筑及相关产业在成为社会经济发展的重要支柱的同时,也对人类的赖以生存的环境造成了难以预计的能源问题和生态污染。而建筑表皮作为建筑直接与外界的自然环境发生对话的部分,对节能减排和生态环境都起着至关重要的作用。本文以建筑表皮的水平部分——屋顶作为研究对象,采用全寿命周期评价理论,对严寒地区不同类型的屋顶构造进行了全寿命周期能耗和二氧化碳排放量的计算研究,得出了具有地区适应性的建筑屋顶的构造技术策略,并为设计人员创造综合性能良好的生态屋顶提供科学的设计方法与模式。<br>  本文研究了不同节能屋顶的构造特点,并从中筛选进... 建筑及相关产业在成为社会经济发展的重要支柱的同时,也对人类的赖以生存的环境造成了难以预计的能源问题和生态污染。而建筑表皮作为建筑直接与外界的自然环境发生对话的部分,对节能减排和生态环境都起着至关重要的作用。本文以建筑表皮的水平部分——屋顶作为研究对象,采用全寿命周期评价理论,对严寒地区不同类型的屋顶构造进行了全寿命周期能耗和二氧化碳排放量的计算研究,得出了具有地区适应性的建筑屋顶的构造技术策略,并为设计人员创造综合性能良好的生态屋顶提供科学的设计方法与模式。
  本文研究了不同节能屋顶的构造特点,并从中筛选进行全寿命周期评价的对象,根据各种构造层次和材料选择的不同组成对照组进行分组比较。通过对屋顶在建材制造加工、运输施工、使用和维护、拆除、建材回收和废料处理阶段的能耗和二氧化碳排放量,进行分析和数学模型建立。同时根据气候特征、建筑材料、资源优势、技术经济和生态环境等因素,对屋顶从选材到构造技术进行系统分析,研究表皮内部组织的优化匹配方案,将各种节能策略进行归纳总结,得出构造优化结果。
  通过对基本构造形式和比较标本的比较研究结果,得出在严寒地区坡屋顶在整个寿命周期内比平屋顶节能且环保。承重结构采用木结构和钢结构的屋顶由于其施工便捷,回收率高,比其他屋顶结构更加符合可持续建筑的特点。屋顶的天窗面积不应盲目加大,从全寿命周期的节能角度看来并不是最经济的设计。根据研究结果,从保温层构造、承重结构、屋面材质等方面将钢筋混凝土屋顶构造形式优化为钢木结构坡屋顶形式,并增加太阳能电池板装置,更有效的利用可再生能源和减少污染物排放。

目录概览

基于全寿命周期理论的严寒地区屋顶构造优化研究 目次

基于全寿命周期理论的严寒地区屋顶构造优化研究

RESEARCH ON THE ROOF STRUCTURE OPTIMIZATION IN COLD REGION BSAED ON THE LIFE CYCLE ASSESSMENT METHOD

摘 要

Abstract

目录

+

第1章 绪论

1.1 研究课题的来源

+

1.2 选题的背景与意义

1.2.1 选题的背景

1.2.2 选题的目的和意义

+

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

+

1.4 本论文的研究内容与研究方法

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究方法

1.4.3 论文框架

+

第2章 全寿命周期评价理论及其在建筑领域的应用

+

2.1 全寿命周期评价理论的概念解析

2.1.1 全寿命周期评价理论的起源和发展

2.1.2 全寿命周期评价理论的定义

+

2.2 全寿命周期评价的应用及现实意义

2.2.1 全寿命周期评价的实施步骤

2.2.2 全寿命周期评价的意义

2.2.3 全寿命周期评价相对于其它评价的优势

+

2.3 全寿命周期评价理论在建筑上的应用

2.3.1 建筑全寿命周期能耗理论的提出

2.3.2 建筑全寿命周期能耗评价的概念综述

2.3.3 建筑全寿命周期能耗评价的目标范围设定和清单分析

2.4 本章小结

+

第3章 严寒地区屋顶构造系统分析

+

3.1 屋顶的概述和分类

3.1.1 屋顶的作用和构造要求

3.1.2 屋顶的构造组成

3.1.3 屋顶的分类

+

3.2 屋顶的节能构造和分析

3.2.1 普通保温隔热屋顶

3.2.2 空气间层式保温隔热屋顶

3.2.3 生态覆盖式保温隔热屋顶

3.2.4 各种构造综合分析

+

3.3 严寒地区屋顶全寿命周期评价研究对象的筛选与界定

3.3.1 严寒地区的气候特点和屋顶构造要求

3.3.2 用于评价的基本屋顶构造类型

3.3.3 对照标本定性比较

3.4 本章小结

+

第4章 严寒地区屋顶全寿命周期评价数学模型建立

+

4.1 屋顶全寿命周期能耗评价的计算假设

4.1.1 屋顶模型的简化与设置

4.1.2 屋顶全寿命周期条件假设

+

4.2 屋顶全寿命周期评价能耗计算的数学分析模型

4.2.1 屋顶建材制造加工阶段能耗的计算模型

4.2.2 屋顶建材运输施工阶段能耗的计算模型

4.2.3 屋顶使用阶段能耗的计算模型

4.2.4 屋顶拆除阶段能耗的计算模型

4.2.5 屋顶回收和废料处理阶段能耗的计算模型

+

4.3 屋顶全寿命周期评价二氧化碳排放量的数学分析模型

4.3.1 屋顶建材制造加工阶段二氧化碳排放量的计算模型

4.3.2 屋顶建材运输施工阶段二氧化碳排放量的计算模型

4.3.3 屋顶使用阶段二氧化碳排放量的计算模型

4.3.4 屋顶拆除阶段二氧化碳排放量的计算模型

4.3.5 屋顶回收和废料处理阶段二氧化碳排放量的计算模型

4.4 本章小结

+

第5章 严寒地区屋顶构造优化研究

+

5.1 严寒地区屋顶全寿命周期能耗的计算分析

5.1.1 屋顶建材制造阶段的能耗计算分析

5.1.2 屋顶建材运输和施工阶段的能耗计算分析

5.1.3 屋顶使用阶段的能耗计算分析

5.1.4 屋顶拆除和回收处理阶段能耗计算分析

5.1.5 屋顶全寿命周期能耗计算的总体分析

+

5.2 严寒地区屋顶全寿命周期二氧化碳排放量的计算分析

5.2.1 屋顶建材制造阶段的二氧化碳排放量的计算分析

5.2.2 屋顶建材运输施工阶段二氧化碳排放量的计算分析

5.2.3 屋顶使用阶段的二氧化碳排放量的计算分析

5.2.4 屋顶拆除和回收处理阶段二氧化碳排放量的计算分析

5.2.5 屋顶全寿命周期二氧化碳排放量计算的总体分析

+

5.3 严寒地区屋顶构造的优化策略

5.3.1 倒置式构造的使用

5.3.2 保温层的优化

5.3.3 木结构和钢结构屋顶的推广

5.3.4 太阳能的应用

5.3.5 优化方案解析

5.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢

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