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零能耗建筑的设计与认证

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第一部分零能耗建筑概念及发展 2

第二部分被动式设计策略 4

第三部分主动式能源系统 6

第四部分认证标准与体系 9

第五部分能耗监测与评估 11

第六部分设计过程中BIM应用 14

第七部分节能改造与优化 17

第八部分经济可行性分析 20

第一部分零能耗建筑概念及发展

关键词

关键要点

【零能耗建筑概念】

1.定义：零能耗建筑（ZEB）是在其整个生命周期内，通过节能设计和可再生能源应用，使建筑的能源净耗量为零或接近于零。

2.目标：实现碳中和，减少对化石燃料的依赖，提升建筑环境的舒适性。

3.战略：结合高性能建筑围护结构、高效电器设备、可再生能源系统和智能控制技术，最大限度地降低能耗并增加能源收益。

【零能耗建筑的发展】

零能耗建筑的概念

零能耗建筑（ZEB）是指在一年内通过可再生能源或其他节能措施产生的能量满足建筑运行所需能量的建筑。它们可以进一步细分为主动式零能耗建筑和被动式零能耗建筑：

*主动式零能耗建筑：通过使用太阳能、风能、地热能等可再生能源系统产生能量。

*被动式零能耗建筑：通过优化建筑围护结构、自然采光和通风等被动设计手段，最大程度地减少能量需求。

零能耗建筑的发展

零能耗建筑的概念最早可以追溯到20世纪70年代的石油危机。随着环境意识的增强和能源成本的上升，该领域得到了迅速发展。

*1990年代：美国、加拿大和欧盟等国家和地区开始研究和建设零能耗建筑。

*2000年代：被动式零能耗建筑概念兴起，强调通过建筑本身的设计来最大程度地减少能量需求。

*2010年代：零能耗建筑成为全球可持续建筑发展的重要目标，并制定了相关的标准和认证体系。

推动零能耗建筑发展的原因

*环境保护：减少建筑能耗有助于减少温室气体排放，缓解气候变化。

*能源安全：对化石燃料的依赖减少，增强能源安全。

*经济效益：长期运营成本降低，投资回报率提高。

*健康和舒适度：优化室内环境质量，改善居住者的健康和舒适度。

零能耗建筑的设计

零能耗建筑的设计涉及以下关键方面：

*建筑围护结构优化：提高保温隔热性能，减少热量损失和热量增益。

*自然采光和通风：利用自然光源和通风来降低照明和空调负荷。

*可再生能源系统：安装太阳能、风能、地热能等系统来产生可再生能源。

*能源回收：利用余热回收系统回收废热，提高能源利用效率。

*能源管理系统：监控和控制建筑能耗，优化系统运行。

零能耗建筑认证

为了确保零能耗建筑的性能和可靠性，制定了不同的认证体系，例如：

*美国绿色建筑委员会（USGBC）：LEED零能耗认证

*欧盟：近零能耗建筑（nZEB）认证

*德国：被动式房屋标准（Passivhaus）

第二部分被动式设计策略

关键词

关键要点

太阳能设计

1.最大化太阳能收集：增加朝南窗户、天窗和光伏电池板面积，以最大程度地利用太阳光能。

2.被动太阳增益：设计建筑物结构，以在冬季吸收并储存太阳能热量，并在夏季释放多余热量，从而减少供暖和制冷需求。

3.日光控制：通过屋顶遮阳、侧窗百叶窗和遮光设备，控制进入建筑物的太阳辐射，防止过热和眩光。

热包络设计

1.高性能外壳：使用隔热良好的墙壁、屋顶和地板，以减少热传递，保持建筑物内部温度稳定。

2.气密性：最小化空气渗透，防止冷空气进入或热空气逸出，从而提高能源效率。

3.热桥隔断：通过使用绝缘材料或热断材料来消除建筑物外壳中的热桥，防止不必要的热损失或热量吸收。

被动式设计策略

被动式设计策略旨在通过优化建筑围护结构和系统来减少建筑能耗，而无需依赖主动系统（如供暖、制冷或通风）。以下是一些关键的被动式设计策略：

建筑围护结构优化：

*高隔热围护结构：建筑围护结构（如墙壁、屋顶和地板）应具有很高的隔热值，以最大限度地减少热量传递。

*热桥最小化：热桥是建筑围护结构中热量传递的薄弱环节，例如窗户和门周围区域。通过使用热桥隔断和优化设计，可以最小化热桥效应。

*气密性：建筑围护结构应高度气密，以防止空气渗透，从而减少热量损失和增益。

太阳能利用：

*太阳能被动取暖：通过在建筑南面安装大型窗户和热质量元件，可以利用太阳能被动取暖。这些元件吸收太阳能，然后在夜间释放热量。

*遮阳：为了防止夏季过热，需要使用遮阳装置，例如遮阳篷、百叶窗或植被，以减少太阳能增益。

自然通风：

*横向通风：通过在建筑的相对侧开设开口，可以促进横向通风，从而为建筑通风和冷却。

*烟囱效应：通过在建筑物底部开设进气口和顶部开设排气口，可以利用烟囱效应让热空气上升并排出室外。