本文是一篇工程管理论文，本文重点针对河北太行山区典型的平顶单层民居建筑，利用计算机模拟软件DeS T分析围护结构对建筑能耗的影响，探讨建筑节能设计中存在的问题，并提出一系列提高建筑节能效果的措施。
第一章绪论
1.1研究背景及意义
1.1.1研究背景
我国能源资源日趋紧缺化和对环境污染破坏问题日趋严峻，成为当前经济社会发展面临的两个难题，能源是国家生产和发展的基础，可再生能源则是推动其进步的关键因素。在当今能源紧缺的形势下，中国建筑行业的环保情况更多地吸引着全球目光。在当今我国，一方面建筑能源十分短缺，紧张局面十分严重，而另一方面，建筑业资源耗费数量庞大，浪费现象也非常普遍。正如《BP世界能源统计年鉴》所述，我国是目前主要能源生产和消费国，而随着社会主义市场经济的发展，能源供应将会越来越紧缺，如果没有平衡、统筹好的能源发展战略，不注意资源节约问题，将会严重影响国家经济社会的持续、平稳、健康发展。
中国的建筑行业能源消耗在逐渐攀登，以建筑业消耗电能为例，20世纪70年代末电能的消费总量为总消耗能量的10%，经几十年发展已经攀升到了近28%。据国家建设部科技司研究表明，2021年，我国建筑物和建设行业占到了全球能源需求的34%以上；在与能源消耗和工艺流程相关的二氧化碳排放当中，其占比则达到37%左右。正因为建筑能耗占了能耗消耗如此庞大的比重，它已经变成了中国经济持续增长的短板。所以，整个社会以及国家节能工作的第一方面便是建设成本。目前，农村人口约占全国人口的56%，农村建筑住宅面积约为240亿㎡，农村建筑能耗约占全国总能耗的20%，所以，假如现在不开始重视建设能耗方面的工作，会更加加剧能源危机。
在当今资源紧缺的情形下，建筑行业的节能情况更多地吸引着世人瞩目。近年来，中国的建筑标准已由20世纪80年代的节能30%，逐渐提高到了如今的65%以上。而传统节能建筑设计标准则只涵盖了公共建筑和城镇房屋，却忽视了农民的自建房屋领域。在不少乡村地区，尤其是山区乡村，大部分自建房仍旧以现浇混凝土为主要施工方式、砖混+混凝土为主要结构，由此产生的建筑垃圾和环境问题给乡村环境和资源保护带来很大的压力。因此，从减碳的重要性和紧迫性上看，发展乡村节能和低能耗建筑是实现碳达峰和碳中和的重点之一。
1.2国内外研究现状
由于世界能源地需求，中国建设部对建筑能源也达到节能65%的目标。农村居住房屋属于建设中的内容，其相应建造水平较低，燃料采用原始，污染和消耗巨大。特别是在中国的北方地区，由于采暖期持续时间较长，农村房屋能耗达到了全部房屋能耗的60%以上。但和大中城市一样，农民建筑成本没有纳入我国节能标准的强制性要求范畴，在农村推行建筑节能仍然是一个繁重的工作。同时，中国目前在发展节能型建筑的总体水平上还基本处在起步阶段，而且由于地域差别、气象条件差别、地理环境不同、城市发展和农村经济社会发展以及日常生活习俗差别都很大，所以中国要发展节能建筑一定要根据中国当前的国情，在环境生态的层面上采取相应的科技对策，因地制宜地发展节水技术和少耗费建筑材料。目前，对于节能和低能耗建筑技术应用已经有了很多研究和论述：
1.2.1国外研究现状
蓬勃发展绿色建筑，是二十世纪初国外发达国家所最先倡导的建设思想，当时蓬勃发展绿色建筑大多从建筑物的资源节约方面考虑，但随着中国经济社会的蓬勃发展和社会主义新思潮的兴起，绿色建筑建设思想也出现了质的转变，由原来单纯的资源节约建设思想扩大到了建设建筑全过程的资源节省、改善建筑功能效率，以及改善建筑物居住舒适性等方面。纵观全球，目前，未来发展绿色建筑的发展理念与政策实施范围比较广泛的国家主要为美国、日本、英国等先进国家，在这些发达国家采纳了可持续发展理念，并积极发展绿色建筑，现今已获得可喜成果，如生态屋、健康住房、绿色办公楼、节能环保型的生态房屋等在上述发达国家比比皆是。
第二章相关概念与理论基础
2.1建筑围护结构节能原理
2.1.1建筑围护结构的概念
围护设施主要包括建筑以及住宅的所有表面，它们被划分为两种：透明的和非透明的；非透明的围护设施包括墙壁、屋顶、地板、屋顶等；而透明的围护设施则包括窗户、天花板、阳光房门、玻璃隔离器等。根据其是否能够直接与外部环境相连，还能进一步划分为外部围护设施和内部围护设施。一般来说，除非另有说明，否则，一般所说的保护性建筑主要涵盖了如外部的建筑物，例如墙壁、天花板、窗户、阳光房、外部入口，还有那些没有采暖设施的楼层之间的隔离墙和房门等。
建筑的保护结构不仅能够塑造建筑的内部空间，还能抵抗外部环境，创造出舒适的室内环境。河北太行山区民居绝大多数都是单层建筑，外墙、外窗、屋顶的散热对其冬季采暖影响巨大，围护结构的热工性能对构造绿色节能、健康舒适的室内热环境起到了关键作用，本文主要将建筑的外墙、屋顶、外窗作为优化对象。
2.1.2外墙、屋顶和地面节能的主要影响因素
外墙、屋顶和地面散失热量占整个房屋能量散失的一大部分，其主要通过热传导、热辐射、热交换等方式散失能量。严寒地区建造超低能耗建筑首先要满足的居民的保温需求，这要求建筑外围护结构需要有高保温性能，外门窗主要是满足居民的采光通风需求，相比于外门窗，外墙、屋顶和地面的热工性能对建筑保温的影响大得多。增强外墙、屋顶和地面的保温性能，需要因地制宜采取不同的保温措施。目前，外围护结构的气密性较好能有效隔绝热交换，但是热辐射、热传导等散失热量问题较难处理。因此对于外墙、屋顶和地面，首先要选取合理的保温材料，根据保温连续性原则制定外墙、屋顶和地面的保温材料应用方案。
2.2外窗节能的主要影响因素
因为窗户的热传递效率极高，所以在所有的建筑围护设施中，它的热传递效率最高。在供热的建筑中，窗户的热耗主要来自两个部分：一部分来自窗框与玻璃的热传递；另一部分则来自窗户的缝隙中的冷空气的传递热耗。所以，需要在两个层面上进行门窗的节能，首先，降低窗框与玻璃的导热系数，提升其保温效果；其次，提高窗户的设计与安装的准确性，并配备密封条，以降低空气的流通，并降低冷风的侵入。
外窗是建筑所有围护结构中保温性能最差的部分，外窗主要由玻璃与窗框构成。室内外的空气的流通与良性互动主要是通过间隙产生热量交换形成的，玻璃、窗框与气密性对外窗节能具有重要影响。
（1）节能玻璃。玻璃占据了外窗的大部分面积，普通透明玻璃具有透光性高、传热系数大的特点，保温性能差，不能满足建筑冬季保温的需求。在超低能耗建筑中，通常会使用如Low-e玻璃、中空玻璃等节能玻璃来代替普通玻璃。
（2）窗框。窗框是一种支撑结构，具有固定玻璃的效果，这就要求需要有强度足够的窗框。窗框作为连接整个窗户与墙体的结构，要选取合适的材料来构造窗框以防止窗框成为热桥。窗框的种类也比较多，通常有木窗框、金属窗、玻璃钢窗框等。
（3）气密性。室外空气通过外窗的间隙进入室内进行热量交换，这会使建筑能耗增加不利于建筑节能，通过向外窗间隙填补密封材料改善其气密性能够减少室内外热量交换降低建筑能耗。
第三章 河北太行山区平顶单层民居建筑节能现状调研 .................... 15
3.1 典型平顶单层民居建筑基本信息 ............................... 15
3.1.1 河北太行山区平顶单层建筑概况 ................. 15
3.1.2 围护结构现状 ..................................... 16
第四章 河北太行山区典型平顶单层民居建筑能耗模拟分析 ............ 23
4.1 建筑用能特点及影响因素 ............................. 23
4.1.1 自然地理及气候特点 ..................................... 23
4.1.2 建筑用能特点 ......................................... 24
第五章 河北太行山区典型平顶单层民居建筑节能优化方案 ............ 41
5.1 建筑设计优化方案 ............................ 41
5.1.1 建筑选址 ...................................... 41
5.1.2 建筑平面设计 ................................ 42
第五章河北太行山区典型平顶单层民居建筑节能优化方案
5.1建筑设计优化方案
5.1.1建筑选址
合理的建筑选址是实现节能住宅的首要前提，在实际民居建筑设计中，住宅基地的选择所受限制较多。在乡村住宅设计中，应在所属地块内部合理布置乡村住宅，趋利避害，有效利用住宅自身的气候适应性，最终改善乡村住宅的微气候，达到舒适的居住环境。
（1）向阳建宅。日照与人类生存、身心健康具有重要联系，统计研究表明：河北太行山区的冬季采暖能耗占总能耗的60%以上。因此，民居住宅设计过程中，单体住宅应选择于南向的平坡等向阳地段，以获取更多的日照。
（2）避免“霜洞效应”。冬季山谷、洼地、沟底等地形易聚集冷气流，极易形成“霜洞”等冷气流，进而导致微气候环境的破坏。基于此种原因，选择住宅基地时尽量避开此类地形。如住宅用地恰为凹形地块时，应尽量远离“底部”。见图5.1
第六章结论与展望
6.1结论
我国能源短缺问题日益严重，政府已经制定了可持续发展战略，并将建筑节能置于重要地位。本文重点针对河北太行山区典型的平顶单层民居建筑，利用计算机模拟软件DeS T分析围护结构对建筑能耗的影响，探讨建筑节能设计中存在的问题，并提出一系列提高建筑节能效果的措施。
（1）河北太行山区的民居建筑普遍面积较大，体形系数高，但围护结构的保温性
