天津大学博士学位论文
建筑节能的理论分析与应用研究
THEORETICAL ANALYSIS AND APPLICATION OF ENERGY EFFICIENCY IN BUILDINGS
摘要
建筑节能是一个世界性潮流，而我国的建筑节能工作起步时间晚、水平低，
因此本课题是国内亟待深入开展的一项前沿应用型课题。本文的主要研究内容
如下：
采用有谐波反应法、反应系数法、有限差分法对复合墙体非稳态热工性能
进行了计算，同时进行了节能效果分析： 采用有限元法对内外保温墙体构造柱
热桥进行了二维非稳态传热分析并对热桥的传热损失进行了比较。对华北地区
建筑物冬季南壁面的逐时太阳辐射照度、典型居住建筑南向房间的南外窗逐时
得热进行了计算，通过与房间逐时热负荷的比较分析华北地区冬季建筑物的太
阳能利用。首次提出了建筑玻璃系统全年太阳辐射节能的新概念，即太阳辐射
综合节能效率SEC 计算式， 将建筑玻璃系统的夏季遮阳节能和冬季透光节能折
合成供暖空调系统设备的一次能源节约收益后选择确定遮阳系数，有利于华北
地区建筑玻璃系统遮阳系数的选型优化。对天津地区典型居住建筑节能改造前
后的供暖空调能耗和节能改造成本进行了分析，提出将建筑节能的潜在经济效
益如供热热源及发电厂建设费用于节能改造的资金支出。通过空调运行数据对
建筑物夏季空调能耗的变化趋势以及建筑设备容量选型进行分析。对国内尚未
应用的水一水燃气机热泵进行了水系统余热回收设计，论证燃气机热泵在实际
工程应用中的安全与防爆问题以利于该节能新设备的推广应用。
本文根据华北地区的气候特点和建筑节能现状进行了较为全面的建筑节能
理论与应用研究，旨在推动我国建筑节能工作的深入展开，所采用的方法和得
出的结论可供相关建筑节能研究、设计和推广应用时参考。
关键词： 建筑节能， 复合墙体，热桥， 非稳态传热，有限差分，有限元，节能
玻璃，遮阳系数优化， 既有建筑，节能改造，水一水燃气热泵
建筑节能的理论分析与应用研究
THEORETICAL ANALYSIS AND APPLICATION OF ENERGY EFFICIENCY IN BUILDINGS
摘要
建筑节能是一个世界性潮流，而我国的建筑节能工作起步时间晚、水平低，
因此本课题是国内亟待深入开展的一项前沿应用型课题。本文的主要研究内容
如下：
采用有谐波反应法、反应系数法、有限差分法对复合墙体非稳态热工性能
进行了计算，同时进行了节能效果分析： 采用有限元法对内外保温墙体构造柱
热桥进行了二维非稳态传热分析并对热桥的传热损失进行了比较。对华北地区
建筑物冬季南壁面的逐时太阳辐射照度、典型居住建筑南向房间的南外窗逐时
得热进行了计算，通过与房间逐时热负荷的比较分析华北地区冬季建筑物的太
阳能利用。首次提出了建筑玻璃系统全年太阳辐射节能的新概念，即太阳辐射
综合节能效率SEC 计算式， 将建筑玻璃系统的夏季遮阳节能和冬季透光节能折
合成供暖空调系统设备的一次能源节约收益后选择确定遮阳系数，有利于华北
地区建筑玻璃系统遮阳系数的选型优化。对天津地区典型居住建筑节能改造前
后的供暖空调能耗和节能改造成本进行了分析，提出将建筑节能的潜在经济效
益如供热热源及发电厂建设费用于节能改造的资金支出。通过空调运行数据对
建筑物夏季空调能耗的变化趋势以及建筑设备容量选型进行分析。对国内尚未
应用的水一水燃气机热泵进行了水系统余热回收设计，论证燃气机热泵在实际
工程应用中的安全与防爆问题以利于该节能新设备的推广应用。
本文根据华北地区的气候特点和建筑节能现状进行了较为全面的建筑节能
理论与应用研究，旨在推动我国建筑节能工作的深入展开，所采用的方法和得
出的结论可供相关建筑节能研究、设计和推广应用时参考。
关键词： 建筑节能， 复合墙体，热桥， 非稳态传热，有限差分，有限元，节能
玻璃，遮阳系数优化， 既有建筑，节能改造，水一水燃气热泵
