太陽(yáng)花：SDE 2010零能耗太陽(yáng)能住宅設(shè)計(jì)

序言 /1

0 緒論 /1

0.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展 /2

0.1.1 國(guó)外研究動(dòng)態(tài) /2

0.1.2 國(guó)內(nèi)研究動(dòng)態(tài) /4

0.1.3 研究發(fā)展趨勢(shì) /6

0.2 本書結(jié)構(gòu) /6

1 零能耗太陽(yáng)能住宅研究——以國(guó)際太陽(yáng)能十項(xiàng)全能競(jìng)賽為例 /9

1.1 零能耗太陽(yáng)能建筑的概念與定義 /9

1.1.1 低能耗建筑和微能耗建筑 /9

1.1.2 零能耗建筑 /11

1.1.3 零能耗太陽(yáng)能建筑 /13

1.1.4 研究對(duì)象界定 /14

1.2 國(guó)際太陽(yáng)能十項(xiàng)全能競(jìng)賽 /14

1.2.1 競(jìng)賽緣起 /14

1.2.2 競(jìng)賽評(píng)審項(xiàng)目 /16

1.2.3 競(jìng)賽設(shè)計(jì)理念 /16

1.2.4 競(jìng)賽要求 /17

1.3 零能耗太陽(yáng)能住宅被動(dòng)式設(shè)計(jì) /18

1.3.1 形體布局 /19

1.3.2 空間組織 /21

1.3.3 剖面設(shè)計(jì) /23

1.3.4 太陽(yáng)能表皮 /23

1.3.5 熱儲(chǔ)存技術(shù) /27

1.3.6 其他生態(tài)建筑技術(shù) /27

1.4 主動(dòng)式太陽(yáng)能建筑技術(shù) /28

1.4.1 競(jìng)賽中的太陽(yáng)能光熱技術(shù) /28

1.4.2 競(jìng)賽中的太陽(yáng)能光電技術(shù) /30

1.4.3 太陽(yáng)能熱、電聯(lián)用技術(shù) /33

1.4.4 太陽(yáng)能系統(tǒng)與建筑一體化技術(shù) /35

1.4.5 光電儲(chǔ)存和并網(wǎng)技術(shù) /37

1.4.6 智能房屋控制系統(tǒng)和能量管理系統(tǒng) /37

1.5 零能耗太陽(yáng)能住宅的工業(yè)化與市場(chǎng)性 /40

1.5.1 模數(shù)化設(shè)計(jì)：靈活性與可移動(dòng)性 /40

1.5.2 可擴(kuò)展性：適應(yīng)不同規(guī)模住宅 /41

1.5.3 經(jīng)濟(jì)可行性 /42

1.6 結(jié)論與討論 /44

1.6.1 結(jié)論 /44

1.6.2 研究問題 /45

2 “太陽(yáng)花”的設(shè)計(jì)、建造與性能實(shí)測(cè) /48

2.1 SDE 2010 /48

2.1.1 SDE 2010項(xiàng)目及規(guī)則 /50

2.1.2 “太陽(yáng)花”設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容與團(tuán)隊(duì)組成 /51

2.1.3 “太陽(yáng)花”建造過程與公眾參觀 /52

2.1.4 氣候分析與設(shè)計(jì)策略 /56

2.2 建筑設(shè)計(jì) /58

2.2.1 庭院空間的現(xiàn)代轉(zhuǎn)譯 /58

2.2.2 空間組織 /59

2.2.3 功能適應(yīng)性 /61

2.2.4 中國(guó)傳統(tǒng)建筑形態(tài)的新詮釋 /61

2.3 工程設(shè)計(jì) /62

2.3.1 建造體系 /62

2.3.2 照明設(shè)計(jì) /64

2.3.3 水系統(tǒng)設(shè)計(jì) /65

2.4 被動(dòng)式太陽(yáng)能設(shè)計(jì) /66

2.4.1 合理的體型系數(shù)和良好的保溫性能 /66

2.4.2 直接受益采暖、自然采光通風(fēng)策略 /67

2.4.3 分區(qū)采暖/制冷策略 /69

2.5 太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)設(shè)計(jì) /70

2.5.1 光熱系統(tǒng)組成 /70

2.5.2 光熱系統(tǒng)設(shè)計(jì) /72

2.6 太陽(yáng)能光電系統(tǒng)設(shè)計(jì) /73

2.6.1 光電系統(tǒng)設(shè)計(jì) /73

2.6.2 太陽(yáng)能熱、電聯(lián)用技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) /74

2.6.3 太陽(yáng)能建筑一體化設(shè)計(jì) /75

2.7 智能建筑控制系統(tǒng) /75

2.7.1 光伏發(fā)電控制系統(tǒng) /76

2.7.2 暖通空調(diào)控制系統(tǒng) /77

2.7.3 熱水控制系統(tǒng) /78

2.8 模擬與實(shí)測(cè)結(jié)果分析 /78

2.8.1 馬德里能耗分析 /78

2.8.2 氣候分析 /81

2.8.3 計(jì)算機(jī)性能模擬結(jié)果 /84

2.8.4 建筑方案優(yōu)化 /90

2.8.5 SDE 2010結(jié)果分析與總結(jié) /91

2.9 結(jié)論與討論 /96

2.9.1 結(jié)論 /96

2.9.2 研究問題 /96

3 “太陽(yáng)花”生命周期分析 /98

3.1 建筑生命周期分析 /98

3.1.1 建筑生命周期分析方法 /98

3.1.2 建筑生命周期分析數(shù)據(jù)庫(kù)和工具 /99

3.1.3 中國(guó)建筑生命周期評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀 /101

3.2 零能耗建筑與生命周期分析 /101

3.2.1 零能耗太陽(yáng)能居住建筑的生命周期分析 /102

3.2.2 SDE 2010參賽作品的生命周期評(píng)價(jià) /103

3.3 “太陽(yáng)花”居住原型的生命周期評(píng)價(jià)報(bào)告 /105

3.3.1 目標(biāo)和范圍的確定 /106

3.3.2 生命周期清單分析和影響評(píng)價(jià) /107

3.3.3 計(jì)算結(jié)果及其解釋 /110

3.3.4 與普通同類住宅的比較分析 /121

3.3.5 與其他SDE太陽(yáng)房原型的比較分析 /125

3.4 結(jié)論與討論 /127

4 結(jié)論與討論 /130

4.1 研究?jī)?nèi)容總結(jié) /130

4.2 研究結(jié)論 /131

4.2.1 零能耗太陽(yáng)能住宅的技術(shù)策略和發(fā)展動(dòng)態(tài) /131

4.2.2 中國(guó)零能耗太陽(yáng)能住宅的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn) /131

4.2.3 中國(guó)零能耗太陽(yáng)能住宅的生命周期評(píng)價(jià) /132

4.3 未來發(fā)展 /132

4.4 結(jié)語(yǔ) /134

圖片來源 /136

表格來源 /138

后記 /139 2100433B

內(nèi)容提要：本書通過分析歷屆參賽方案的技術(shù)特點(diǎn)，研究太陽(yáng)能建筑的發(fā)展趨勢(shì)，并以天津大學(xué)參加2010歐洲太陽(yáng)能十項(xiàng)全能競(jìng)賽（SDE 2010）的參賽作品——“太陽(yáng)花”（Sunflower）為案例，探討了符合中國(guó)現(xiàn)實(shí)的太陽(yáng)能建筑設(shè)計(jì)方法以及適宜、高效的技術(shù)策略；在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用生命周期評(píng)價(jià)和成本方法，對(duì)“太陽(yáng)花”的全生命周期能源、資源消耗、環(huán)境影響和成本進(jìn)行了分析和計(jì)算，同時(shí)與同類普通住宅及其他參賽作品進(jìn)行了比較研究，以評(píng)價(jià)此原型的優(yōu)勢(shì)和局限性。

本書適合以下人員參考或閱讀：建筑技術(shù)領(lǐng)域的高校教師及科研院所的研究人員，生態(tài)建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的建筑師，建筑院校的本科生、碩士生及博士研究生。

全書雖為系統(tǒng)的專業(yè)著作，但文字通俗易懂，促進(jìn)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(jì)一種嶄新的建筑設(shè)計(jì)語(yǔ)言，以應(yīng)對(duì)這個(gè)美麗國(guó)度上所發(fā)生的重大氣候變化威脅。本書通過三個(gè)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(xì)節(jié)設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)零能耗所涉及的各項(xiàng)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(shí)現(xiàn)的案例分析。

縱觀全書，發(fā)現(xiàn)它所傳達(dá)的不僅僅是零能耗這個(gè)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(shí)之士。

零能耗工廠和零碳中心是國(guó)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(shí)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(jì)。在中國(guó)的項(xiàng)目包括萬科零二氧化碳住宅，世博會(huì)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(xiàng)目獲2010年上海世博會(huì)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(xiàng)目坐落在浦西，約2500平方米，為城市最佳實(shí)踐區(qū)最大的示范案例。也是2010年世博會(huì)聚焦于節(jié)能減排的展館。更多信息可以訪問www.zedpavilion.com

中文版前言

致陳碩先生的一封信兼序

序言

前言

引言

第一部分：零能耗生活（ZEDliving）的原理

1.1 讓碳成為歷史

1.2 預(yù)先解決礦物燃料的問題

1.3 降低需求——有賴于當(dāng)?shù)乜稍偕茉?

1.4 實(shí)現(xiàn)低碳足跡的高品質(zhì)生活

1.5 零能耗標(biāo)準(zhǔn)：一張零能耗生活的清單

第二部分：零能耗設(shè)計(jì)

零能耗設(shè)計(jì)：實(shí)現(xiàn)零能耗標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目

2.1 零能耗標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)方針

2.2 零能耗物理模型

2.3 能源利用及碳排放設(shè)計(jì)的特性描述

2.4 舒適度設(shè)計(jì)的特性描述

2.5 氣候效應(yīng)

2.6 新建和升級(jí)現(xiàn)有住宅和工作間使之達(dá)到零排碳標(biāo)準(zhǔn)

2.7 在大規(guī)模開發(fā)項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)“零碳排放”

2.8 建筑結(jié)構(gòu)和保溫

2.9 零能耗工廠被動(dòng)式風(fēng)帽熱回收通風(fēng)系統(tǒng)

2.10 被動(dòng)太陽(yáng)能設(shè)計(jì)

2.11 熱容性

2.12 過熱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

2.13 低碳排放和零碳排放——供暖和熱水

2.14 低能耗空調(diào)、除濕及制冷

2.15 可再生電力的供給

第三部分：案例分析

3.1 鄉(xiāng)村零能耗開發(fā)范例

3.2 城郊零能耗開發(fā)范例

3.3 生活/工作零能耗開發(fā)范例

3.4 市鎮(zhèn)零能耗開發(fā)范例

3.5 都市零能耗開發(fā)范例

3.6 區(qū)域零能耗開發(fā)范例

第四部分：零碳的中國(guó)實(shí)踐

4.1 小房子的大夢(mèng)想——萬科零碳宅

4.2 節(jié)能省地的集約型規(guī)劃——徐州零碳城鎮(zhèn)規(guī)劃項(xiàng)目

4.3 零碳的城鎮(zhèn)系統(tǒng)——ZED Squared計(jì)劃

4.4 零碳的風(fēng)格主義——易居國(guó)際原鄉(xiāng)美利堅(jiān)西鎮(zhèn)項(xiàng)目

4.5 平常建筑——上海世博會(huì)倫敦館項(xiàng)目

4.6 零碳經(jīng)濟(jì)適用房——寧波諾丁漢零碳項(xiàng)目

4.7 創(chuàng)造就業(yè)和GDP的城鎮(zhèn)——零碳裝配式技術(shù)

注釋

索引2100433B

(1)省電。采用零能耗水機(jī)直接取代原風(fēng)葉電機(jī)，完全節(jié)省了傳統(tǒng)冷卻塔風(fēng)葉電機(jī)的運(yùn)行電耗。 　(2)高效。零能耗水機(jī)軸功率達(dá)到風(fēng)葉軸功率即可，無需象電機(jī)那樣多出一些功率來應(yīng)對(duì)起動(dòng)電流的不足。零能耗水機(jī)的阻力僅0.5m，在循環(huán)泵的揚(yáng)程內(nèi)不影響泵的流量，確保零能耗冷卻塔的運(yùn)行電耗為零，同時(shí)飛水損失更少節(jié)約了水資源。 　(3)安全。因?yàn)榱隳芎睦鋮s塔非電機(jī)驅(qū)動(dòng)，故有效避免了因漏電或用電不當(dāng)造成的人身安全隱患。 　(4)噪聲更低。零能耗水機(jī)的能量轉(zhuǎn)換是在水流道內(nèi)完成的，消除了傳統(tǒng)冷卻塔機(jī)械動(dòng)力的噪聲源，運(yùn)行更平穩(wěn)，減少了環(huán)境污染，解決了人們對(duì)傳統(tǒng)冷卻塔電機(jī)噪聲的投訴。 　(5)使用壽命長(zhǎng)。零能耗冷卻塔核心結(jié)構(gòu)精密，維護(hù)保養(yǎng)方便，設(shè)計(jì)壽命在25年以上，能夠長(zhǎng)期在低維護(hù)率下有效運(yùn)行。 　(6)應(yīng)用范圍廣。如商用中央空調(diào)，工業(yè)冷水機(jī)組、冷凍、化工、紡織、煙草、電力、模具、注塑、電鍍等商用制冷和工業(yè)制冷方面的全新冷卻塔選型和舊有冷卻塔節(jié)能改造。