太阳花：SDE 2010零能耗太阳能住宅设计

序言 /1

0 绪论 /1

0.1 国内外研究现状及发展 /2

0.1.1 国外研究动态 /2

0.1.2 国内研究动态 /4

0.1.3 研究发展趋势 /6

0.2 本书结构 /6

1 零能耗太阳能住宅研究——以国际太阳能十项全能竞赛为例 /9

1.1 零能耗太阳能建筑的概念与定义 /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 零能耗太阳能建筑 /13

1.1.4 研究对象界定 /14

1.2 国际太阳能十项全能竞赛 /14

1.2.1 竞赛缘起 /14

1.2.2 竞赛评审项目 /16

1.2.3 竞赛设计理念 /16

1.2.4 竞赛要求 /17

1.3 零能耗太阳能住宅被动式设计 /18

1.3.1 形体布局 /19

1.3.2 空间组织 /21

1.3.3 剖面设计 /23

1.3.4 太阳能表皮 /23

1.3.5 热储存技术 /27

1.3.6 其他生态建筑技术 /27

1.4 主动式太阳能建筑技术 /28

1.4.1 竞赛中的太阳能光热技术 /28

1.4.2 竞赛中的太阳能光电技术 /30

1.4.3 太阳能热、电联用技术 /33

1.4.4 太阳能系统与建筑一体化技术 /35

1.4.5 光电储存和并网技术 /37

1.4.6 智能房屋控制系统和能量管理系统 /37

1.5 零能耗太阳能住宅的工业化与市场性 /40

1.5.1 模数化设计：灵活性与可移动性 /40

1.5.2 可扩展性：适应不同规模住宅 /41

1.5.3 经济可行性 /42

1.6 结论与讨论 /44

1.6.1 结论 /44

1.6.2 研究问题 /45

2 “太阳花”的设计、建造与性能实测 /48

2.1 SDE 2010 /48

2.1.1 SDE 2010项目及规则 /50

2.1.2 “太阳花”设计的工作内容与团队组成 /51

2.1.3 “太阳花”建造过程与公众参观 /52

2.1.4 气候分析与设计策略 /56

2.2 建筑设计 /58

2.2.1 庭院空间的现代转译 /58

2.2.2 空间组织 /59

2.2.3 功能适应性 /61

2.2.4 中国传统建筑形态的新诠释 /61

2.3 工程设计 /62

2.3.1 建造体系 /62

2.3.2 照明设计 /64

2.3.3 水系统设计 /65

2.4 被动式太阳能设计 /66

2.4.1 合理的体型系数和良好的保温性能 /66

2.4.2 直接受益采暖、自然采光通风策略 /67

2.4.3 分区采暖/制冷策略 /69

2.5 太阳能光热系统设计 /70

2.5.1 光热系统组成 /70

2.5.2 光热系统设计 /72

2.6 太阳能光电系统设计 /73

2.6.1 光电系统设计 /73

2.6.2 太阳能热、电联用技术系统设计 /74

2.6.3 太阳能建筑一体化设计 /75

2.7 智能建筑控制系统 /75

2.7.1 光伏发电控制系统 /76

2.7.2 暖通空调控制系统 /77

2.7.3 热水控制系统 /78

2.8 模拟与实测结果分析 /78

2.8.1 马德里能耗分析 /78

2.8.2 气候分析 /81

2.8.3 计算机性能模拟结果 /84

2.8.4 建筑方案优化 /90

2.8.5 SDE 2010结果分析与总结 /91

2.9 结论与讨论 /96

2.9.1 结论 /96

2.9.2 研究问题 /96

3 “太阳花”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 建筑生命周期分析数据库和工具 /99

3.1.3 中国建筑生命周期评价研究现状 /101

3.2 零能耗建筑与生命周期分析 /101

3.2.1 零能耗太阳能居住建筑的生命周期分析 /102

3.2.2 SDE 2010参赛作品的生命周期评价 /103

3.3 “太阳花”居住原型的生命周期评价报告 /105

3.3.1 目标和范围的确定 /106

3.3.2 生命周期清单分析和影响评价 /107

3.3.3 计算结果及其解释 /110

3.3.4 与普通同类住宅的比较分析 /121

3.3.5 与其他SDE太阳房原型的比较分析 /125

3.4 结论与讨论 /127

4 结论与讨论 /130

4.1 研究内容总结 /130

4.2 研究结论 /131

4.2.1 零能耗太阳能住宅的技术策略和发展动态 /131

4.2.2 中国零能耗太阳能住宅的设计与实验 /131

4.2.3 中国零能耗太阳能住宅的生命周期评价 /132

4.3 未来发展 /132

4.4 结语 /134

图片来源 /136

表格来源 /138

后记 /139 2100433B

内容提要：本书通过分析历届参赛方案的技术特点，研究太阳能建筑的发展趋势，并以天津大学参加2010欧洲太阳能十项全能竞赛（SDE 2010）的参赛作品——“太阳花”（Sunflower）为案例，探讨了符合中国现实的太阳能建筑设计方法以及适宜、高效的技术策略；在此基础上，应用生命周期评价和成本方法，对“太阳花”的全生命周期能源、资源消耗、环境影响和成本进行了分析和计算，同时与同类普通住宅及其他参赛作品进行了比较研究，以评价此原型的优势和局限性。

本书适合以下人员参考或阅读：建筑技术领域的高校教师及科研院所的研究人员，生态建筑设计领域的建筑师，建筑院校的本科生、硕士生及博士研究生。

全书虽为系统的专业著作，但文字通俗易懂，促进节能减排的思想能够更深入地植根于人心，作者致力于设计一种崭新的建筑设计语言，以应对这个美丽国度上所发生的重大气候变化威胁。本书通过三个不同的部分来阐述零能耗生活，第一部分介绍了零能耗生活背后的基本体系，第二部深入到了细节设计方面，第三部分通过列举案例说明零能耗生活理论的应用，这三部分由浅入深地介绍了零能耗（ZED）生活理念的产生和基本概念，实现零能耗所涉及的各项条件及可行性方案，以及零能耗在房屋、乡村、城市乃至人们的生活工作中实现的案例分析。

纵观全书，发现它所传达的不仅仅是零能耗这个概念，更多的则是过去与未来技术的结合、提炼和希冀，是现有技术与新兴技术的完美融合，可见其技术信息量之大，能够帮助关心节能减排以及可再生能源应用的有识之士。

零能耗工厂和零碳中心是国际上专注于的零碳建筑的建筑事务所和研发中心。在一系列的实践中探讨适应世界各地气候的零二氧化碳建筑排放策略和设计。在中国的项目包括万科零二氧化碳住宅，世博会零碳馆和北京未来之家零碳示范宅等等。

2008年由伦敦发展署推荐的零能耗生态住宅发展项目获2010年上海世博会遴选为优秀的可持续节能减排建筑的范例得以建造。该项目坐落在浦西，约2500平方米，为城市最佳实践区最大的示范案例。也是2010年世博会聚焦于节能减排的展馆。更多信息可以访问www.zedpavilion.com

中文版前言

致陈硕先生的一封信兼序

序言

前言

引言

第一部分：零能耗生活（ZEDliving）的原理

1.1 让碳成为历史

1.2 预先解决矿物燃料的问题

1.3 降低需求——有赖于当地可再生能源

1.4 实现低碳足迹的高品质生活

1.5 零能耗标准：一张零能耗生活的清单

第二部分：零能耗设计

零能耗设计：实现零能耗标准的项目

2.1 零能耗标准指导方针

2.2 零能耗物理模型

2.3 能源利用及碳排放设计的特性描述

2.4 舒适度设计的特性描述

2.5 气候效应

2.6 新建和升级现有住宅和工作间使之达到零排碳标准

2.7 在大规模开发项目中实现“零碳排放”

2.8 建筑结构和保温

2.9 零能耗工厂被动式风帽热回收通风系统

2.10 被动太阳能设计

2.11 热容性

2.12 过热风险评估

2.13 低碳排放和零碳排放——供暖和热水

2.14 低能耗空调、除湿及制冷

2.15 可再生电力的供给

第三部分：案例分析

3.1 乡村零能耗开发范例

3.2 城郊零能耗开发范例

3.3 生活/工作零能耗开发范例

3.4 市镇零能耗开发范例

3.5 都市零能耗开发范例

3.6 区域零能耗开发范例

第四部分：零碳的中国实践

4.1 小房子的大梦想——万科零碳宅

4.2 节能省地的集约型规划——徐州零碳城镇规划项目

4.3 零碳的城镇系统——ZED Squared计划

4.4 零碳的风格主义——易居国际原乡美利坚西镇项目

4.5 平常建筑——上海世博会伦敦馆项目

4.6 零碳经济适用房——宁波诺丁汉零碳项目

4.7 创造就业和GDP的城镇——零碳装配式技术

注释

索引2100433B

(1)省电。采用零能耗水机直接取代原风叶电机，完全节省了传统冷却塔风叶电机的运行电耗。 　(2)高效。零能耗水机轴功率达到风叶轴功率即可，无需象电机那样多出一些功率来应对起动电流的不足。零能耗水机的阻力仅0.5m，在循环泵的扬程内不影响泵的流量，确保零能耗冷却塔的运行电耗为零，同时飞水损失更少节约了水资源。 　(3)安全。因为零能耗冷却塔非电机驱动，故有效避免了因漏电或用电不当造成的人身安全隐患。 　(4)噪声更低。零能耗水机的能量转换是在水流道内完成的，消除了传统冷却塔机械动力的噪声源，运行更平稳，减少了环境污染，解决了人们对传统冷却塔电机噪声的投诉。 　(5)使用寿命长。零能耗冷却塔核心结构精密，维护保养方便，设计寿命在25年以上，能够长期在低维护率下有效运行。 　(6)应用范围广。如商用中央空调，工业冷水机组、冷冻、化工、纺织、烟草、电力、模具、注塑、电镀等商用制冷和工业制冷方面的全新冷却塔选型和旧有冷却塔节能改造。