严寒农村地区冬季采暖期长、采暖能耗巨大,在寒冷地区农村住宅冬季采暖方式仍主要以燃烧煤炭、秸秆、薪材等不可再生能源为主,这不仅仅浪费了资源,对我国环境也造成了极大负担,不利于我国可持续性发展。对严寒地区农宅进行太阳能利用设计改造成为解决冬季采暖问题的重要举措。在农宅外附加阳光间可以减少冬季采暖能耗,但同时也存在着玻璃围护结构得热量不稳定性以及大面积玻璃围护结构会造成热量损失过大的弊端,且传统农宅常用普通围护结构,普通围护结构的蓄热能力差,导致建筑内部昼夜温差大,这对其推广应用不利。解决途径之一便是通过蓄能解决太阳能的间歇供应和建筑采暖负荷在时间与用量方面的矛盾,从而减缓室内温度波动,改善室内热环境。所以本文提出在附加阳光间的农村住宅围护结构中填充相变材料可进一步减少冬季采暖能耗,将相变材料与围护结构结合,做成蓄热调温型围护结构,围护结构在室内温度较高的时候蓄存热量,阻止室温的继续升高,当室温降低的时候再将蓄存的热量释放出来,阻止室温的继续降低,从而削弱室温波动,提高室内热舒适度。由此可见严寒地区附加阳光间农宅围护结构填充相变材料的研究及工程应用都具有非同一般的意义。本文选择了黑龙江省安达市某具有代表性的农宅为例,使用Sketchup和Openstudio进行了联合建模,基于建筑能耗模拟软件Energy Plus进行冬季室内温度和采暖能耗的研究,具体的研究内容如下:1.利用EnergyPlus模拟了农村住宅外附加阳光间前后的冬季采暖能耗,包括最冷日(1月4日)逐时能耗、最冷月(1月)逐日能耗、采暖季(10月至次年4月)逐月能耗。研究发现,当室内设计采暖温度为18℃时,附加阳光间后,农宅室内热舒适性增加,逐时、逐日、逐月的采暖能耗均出现了明显的下降,采暖期的总节能率约11.39%,节能效果显著。2.通过改变相变材料厚度、相变温度、相变材料在墙体中的位置以及将相变材料填充到不同墙体中四个方面分析墙体填充相变材料后冬季采暖能耗的变化情况,同时对比分析地面、天花板、屋顶填充相变材料后对室内热环境的影响,以及冬季采暖能耗的变化情况。研究发现,相变材料的最佳厚度为20mm;最佳相变温度为16℃;相变材料在墙体中的最佳位置为方案Ⅴ(即将相变材料和保温材料分别放置到墙体两侧,保温材料在墙体外侧,相变材料在墙体内侧);将相变材料填充到不同墙体中的最佳方式为将相变材料单独填充到南墙中;屋顶中填充相变材料的最佳方案为方案Ⅱ(即将相变材料与屋面保温材料同时放置在屋顶外侧,且相变材料在屋面保温的内侧);将相变材料填充到天花板和地面中,两者相较而言,天花板填充相变材料更具有一定的可行性。3.从经济效益和环保效益角度分析附加阳光间农宅围护结构填充相变材料的适用性,通过动态建筑全生命周期成本计算方法,得出结论:附加阳光间农村住宅围护结构填充相变材料在寿命期内可收回成本,可以大量减少二氧化碳、氮硫化物及粉尘的排放,节约了碳排放费用,经济和环保效益明显。本文的研究成果可以为严寒地区既有农村民居的节能改造提供新的设计和发展思路。