零能耗建筑建模、設(shè)計與優(yōu)化

譯者序

Chinese Edition Preface

中文版序

原書序

原書前言

原書致謝

主編和原書編輯簡介

作者名單

第1章 概論1

1.1零能耗建筑的發(fā)展1

1.1.1零能耗建筑的概念2

1.1.2智能零能耗建筑的設(shè)計和建模問題3

1.2本書的內(nèi)容4

參考文獻6

第2章 作為集成能源系統(tǒng)的零能耗建筑的建模與設(shè)計7

2.1簡介7

2.1.1被動式設(shè)計、能源效率、熱動態(tài)性和舒適性8

2.1.2詳細的頻域墻體模型及傳遞函數(shù)13

2.1.3 z傳遞函數(shù)法16

2.1.4詳細的區(qū)域模型和建筑物傳遞函數(shù)20

2.1.5建筑物暫態(tài)響應(yīng)分析26

2.2集成在零能耗建筑中的可再生能源產(chǎn)生系統(tǒng)/技術(shù)27

2.2.1作為零能耗建筑使能技術(shù)的BIPV 28

2.2.2太陽能熱系統(tǒng)36

2.2.3主動式DITES和板/輻射供暖/供冷系統(tǒng)44

2.2.4熱泵系統(tǒng)——零能耗建筑中有前途的技術(shù)50

2.2.5零能耗建筑的CHP 52

參考文獻53

第3章 零能耗建筑中的舒適性考慮：理論與設(shè)計60

3.1簡介60

3.2熱舒適性61

3.2.1零能耗建筑中明確的熱舒適目標61

3.2.2熱舒適性原理62

3.2.3建筑熱不舒適的長期評價70

3.3采光和視覺舒適73

3.3.1簡介73

3.3.2適應(yīng)亮度75

3.3.3基于照度的性能指標75

3.3.4基于亮度的性能指標76

3.3.5自然采光和用戶行為77

3.4聲學舒適78

3.5室內(nèi)空氣品質(zhì)79

3.6小結(jié)80

參考文獻80

第4章 零能耗建筑的設(shè)計過程與工具86

4.1簡介86

4.2在零能耗建筑設(shè)計過程中集成建模工具87

4.2.1簡介87

4.2.2實現(xiàn)零能耗建筑階段的概述87

4.2.3工具89

4.2.4概念設(shè)計90

4.2.5深化設(shè)計96

4.2.6技術(shù)設(shè)計100

4.2.7集成設(shè)計過程和項目實施方法104

4.2.8本節(jié)小結(jié)106

4.3零能耗建筑設(shè)計工具、建模精確性和設(shè)計方法106

4.3.1簡介106

4.3.2模型的精度107

4.3.3對于特定的建筑物系統(tǒng)和建筑物特性的模型精度113

4.3.4設(shè)計中使用的工具127

4.3.5未來的需求和結(jié)論133

4.4小結(jié)134

參考文獻135

第5章 零能耗建筑的建筑性能優(yōu)化143

5.1簡介143

5.1.1什么是BPO 144

5.1.2零能耗建筑設(shè)計中BPO的重要性144

5.2優(yōu)化基礎(chǔ)146

5.2.1 BPO目標（單目標和多目標函數(shù)）146

5.2.2優(yōu)化問題的定義147

5.2.3適用于BPS的優(yōu)化算法回顧148

5.2.4 BPS中優(yōu)化算法的集成150

5.2.5 BPO專家采訪151

5.3優(yōu)化的應(yīng)用：成本最優(yōu)和近零能耗建筑153

5.3.1簡介153

5.3.2案例研究：芬蘭的單戶住宅154

5.3.3本節(jié)小結(jié)155

5.3.4案例研究的最后思考158

5.4優(yōu)化的應(yīng)用：一個舒適的零能耗住宅159

5.4.1建筑模型的描述159

5.4.2優(yōu)化問題所采用的方法和陳述160

5.4.3結(jié)果討論162

5.4.4最后考慮165

5.5小結(jié)165

參考文獻166

第6章 負荷匹配、電網(wǎng)交互和先進控制170

6.1簡介170

6.1.1在每年能源平衡之外的考慮因素170

6.1.2有關(guān)LMGI的問題170

6.2 LMGI表示器175

6.2.1簡介175

6.2.2指示器分類177

6.3預(yù)測控制和負荷管理的策略180

6.3.1能源存儲設(shè)備180

6.3.2建筑物預(yù)測控制181

6.4控制用模型的開發(fā)186

6.4.1建筑物部件：熱傳導(dǎo)186

6.4.2整體建筑的熱模型187

6.4.3線性模型187

6.5小結(jié)193

參考文獻194

第7章 零能耗建筑案例研究199

7.1簡介199

7.2 coTerra200

7.2.1 coTerra的描述201

7.2.2設(shè)計過程208

7.2.3測試性能212

7.2.4再設(shè)計研究215

7.2.5結(jié)論和收獲220

7.3 Leaf House 222

7.3.1 Leaf House的主要特征222

7.3.2設(shè)計過程描述225

7.3.3建筑物設(shè)計的目的225

7.3.4熱力站描述226

7.3.5監(jiān)視數(shù)據(jù)229

7.3.6所使用模型的特點與局限231

7.3.7模型校驗232

7.3.8再設(shè)計236

7.3.9結(jié)論和收獲238

7.4 NREL RSF239

7.4.1 RSF介紹240

7.4.2關(guān)鍵的項目設(shè)計特征241

7.4.3設(shè)計原型概述253

7.4.4供選擇的設(shè)計和操作263

7.4.5結(jié)論264

7.5 ENERPOS 265

7.5.1自然通風和吊扇267

7.5.2遮陽與采光267

7.5.3小氣候措施267

7.5.4材料267

7.5.5人機工程學與室內(nèi)設(shè)計268

7.5.6能源效率268

7.5.7可再生能源技術(shù)的整合269

7.5.8設(shè)計過程描述270

7.5.9監(jiān)測系統(tǒng)273

7.5.10監(jiān)測數(shù)據(jù)273

7.5.11 ENERPOS測量模型預(yù)測的比較273

7.5.12熱舒適性實驗研究278

7.5.13學到的在熱帶氣候下零能耗建筑將來設(shè)計的經(jīng)驗280

7.6小結(jié)281

致謝282

參考文獻283

第8章 結(jié)論、研究需求和未來工作288

8.1零能耗建筑建模、設(shè)計和仿真288

8.2未來方向與研究需求 289

附錄 縮略語2912100433B

《零能耗建筑建模、設(shè)計與優(yōu)化》詳細介紹了歐美國家在零（低）能耗建筑建模、設(shè)計和實施優(yōu)化上取得的新研究成果?！读隳芎慕ㄖ?、設(shè)計與優(yōu)化》匯集了在低能耗建筑優(yōu)化設(shè)計、實施領(lǐng)域的眾多國際學者對低能耗建筑建模方法、仿真技術(shù)、設(shè)備設(shè)施優(yōu)化控制、建筑物與可再生能源和電網(wǎng)結(jié)合等眾多角度進行了深入的研究和探討，同時也給出了大量的詳細案例研究，以便為零（低）能耗建筑的設(shè)計者們提供好的幫助。

本專著所說的課程設(shè)計是指課程整體設(shè)計。課程整體設(shè)計是針對一門課程而言的，解決的是怎樣才能上好一門課程的問題。課程的“整體設(shè)計”是按照現(xiàn)代職業(yè)教育思想和先進教學理念提出的一個教學改革概念。按照系統(tǒng)理論，從單元“聯(lián)系”的角度對課程教學的設(shè)計進行整體優(yōu)化。每門課程都需要診斷與改進，都有優(yōu)化提高的空間。本專著將課程的診斷、培訓、改進三者有機結(jié)合，探索與實施課程設(shè)計診斷與優(yōu)化的全過程，為改進、優(yōu)化課程設(shè)計提供行之有效的方法，為職業(yè)院校教師教學能力提升培訓提供全新解決方案。本專著可以作為職業(yè)院校的課程設(shè)計和教學能力提升培訓用書，也可以作為廣大職業(yè)教育工作者、課程設(shè)計人員的參考書。

由Autodesk公司推出的Revit軟件是一款專為支持建筑信息模型（BIM）工作流而構(gòu)建的工具。本書以Autodesk？Revit軟件為基礎(chǔ)，從實用角度出發(fā)，較為全面地介紹了建筑設(shè)計與室內(nèi)設(shè)計中Revit軟件的基本概念、操作技巧、方法流程和案例應(yīng)用等內(nèi)容，貼近國內(nèi)工程和設(shè)計實踐。 本書共分4章，主要包括基礎(chǔ)操作入門、建筑建模的初步學習、模型的深化與應(yīng)用和室內(nèi)設(shè)計的BIM應(yīng)用。全書力求內(nèi)容豐富、圖文并茂，便于學習。 本書可作為高職高專院校土建類相關(guān)專業(yè)Autodesk Revit課程的配套教材，也可作為相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員和自學者的參考和學習用書。 為方便教學，本書中配備的全部項目文件、模型、貼圖、族文件等，使用者可掃描右側(cè)二維碼獲取下載地址。

全書雖為系統(tǒng)的專業(yè)著作，但文字通俗易懂，促進節(jié)能減排的思想能夠更深入地植根于人心，作者致力于設(shè)計一種嶄新的建筑設(shè)計語言，以應(yīng)對這個美麗國度上所發(fā)生的重大氣候變化威脅。本書通過三個不同的部分來闡述零能耗生活，第一部分介紹了零能耗生活背后的基本體系，第二部深入到了細節(jié)設(shè)計方面，第三部分通過列舉案例說明零能耗生活理論的應(yīng)用，這三部分由淺入深地介紹了零能耗（ZED）生活理念的產(chǎn)生和基本概念，實現(xiàn)零能耗所涉及的各項條件及可行性方案，以及零能耗在房屋、鄉(xiāng)村、城市乃至人們的生活工作中實現(xiàn)的案例分析。

縱觀全書，發(fā)現(xiàn)它所傳達的不僅僅是零能耗這個概念，更多的則是過去與未來技術(shù)的結(jié)合、提煉和希冀，是現(xiàn)有技術(shù)與新興技術(shù)的完美融合，可見其技術(shù)信息量之大，能夠幫助關(guān)心節(jié)能減排以及可再生能源應(yīng)用的有識之士。

零能耗工廠和零碳中心是國際上專注于的零碳建筑的建筑事務(wù)所和研發(fā)中心。在一系列的實踐中探討適應(yīng)世界各地氣候的零二氧化碳建筑排放策略和設(shè)計。在中國的項目包括萬科零二氧化碳住宅，世博會零碳館和北京未來之家零碳示范宅等等。

2008年由倫敦發(fā)展署推薦的零能耗生態(tài)住宅發(fā)展項目獲2010年上海世博會遴選為優(yōu)秀的可持續(xù)節(jié)能減排建筑的范例得以建造。該項目坐落在浦西，約2500平方米，為城市最佳實踐區(qū)最大的示范案例。也是2010年世博會聚焦于節(jié)能減排的展館。更多信息可以訪問www.zedpavilion.com