零能耗建筑的节能技术与可持续性评价

【摘要】：近年来，随着自然生态环境遭到了严重的破坏，以及雾霾等多种自然灾害的频繁发生，给社会造成了巨大的人员伤亡和严重的经济损失，归咎其原因，碳排放量的增加难逃其责。日益增长的能源需求，使得自然资源出现严重的匮乏，碳排放量的增长，令全球气候不断变暖。这些问题的出现，让人们不得不重视资源的节约与环境的保护。与此同时，建筑行业的崛起，以及房地产业的高速发展，使得建筑能耗问题日益突出，据统计，中国建筑业电能消耗为6080亿千瓦时，煤及天燃气共折合约为3.5亿吨标准煤，总计约占社会总能耗的28%。因此如何降低建筑的能耗，减少碳排放量，增加建筑的可持续性，便成为了当今社会极为重要的问题。 针对上述问题，本文以“SDC2013中国国际太阳能十项全能竞赛”为研究平台，深入研究零能耗建筑的节能技术，并通过对零能耗建筑围护体系的节能设计以及对太阳能光、热等可再生能源技术的利用，自主设计并实体建造SDC2013零能耗参赛建筑“栖居”。首先，在设计阶段，利用BIM软件平台Revit对零能耗建筑“栖居”进行了参数化建模，并将参数化模型导入Design Builder中，对其进行建筑全能耗模拟分析，除此之外，利用Sunny Design对零能耗建筑“栖居”进行太阳能发电系统模拟分析，为零能耗建筑“栖居”的节能及可持续性评价提供有力依据。其次，利用有线（远程抄表）、无线传感网络技术（基于Zigbee协议的Mesh网络）、以及PV数控电表与智能逆变器监测模块，研究并搭建了零能耗建筑“栖居”的能耗监测平台和太阳能光伏发电监测系统，并对其能耗数据进行实时的采集与记录。最后，根据历届SD竞赛对零能耗建筑的评审标准及相关原则，分别从建筑设计、市场推广、建筑工程技术、社会文化影响及经济性、太阳能技术应用、室内环境、水资源利用、建筑性能、建筑宜居性、建筑能耗平衡等十个方面建立零能耗建筑可持续性评价指标，并对“栖居”做出可持续性评价。 论文通过对零能耗建筑“栖居”的节能设计以及实体建造过程中节能技术和能耗监测系统的研究，并结合“SDC2013中国国际太阳能十项全能竞赛”中其他零能耗参赛建筑中的优秀案例，分析并总结了零能耗建筑的设计和节能技术要点，从而验证了在满足建筑室内舒适度的同时，又能降低建筑能耗，减少建筑对生态环境污染的可行性，为未来零能耗建筑的发展打下了坚实的基础。 【关键词】：零能耗建筑 SDC2013 可再生能源 BIM
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU201.5
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 课题研究目的和意义10
• 1.3 研究内容及方法10-13
• 2 零能耗建筑概念及国内外现状分析13-21
• 2.1 零能耗建筑概念13
• 2.2 零能耗建筑国外研究现状13-17
• 2.2.1 英国零能耗建筑研究现状13-15
• 2.2.2 德国零能耗建筑研究现状15-16
• 2.2.3 美国零能耗建筑研究现状16-17
• 2.2.4 俄罗斯零能耗建筑研究现状17
• 2.3 零能耗建筑国内研究现状17-21
• 2.3.1 上海“伦敦零碳馆”18
• 2.3.2 上海“沪上生态家”18-21
• 3 零能耗建筑中的节能技术21-37
• 3.1 零能耗建筑围护体系设计21-27
• 3.1.1 零能耗建筑围护体系节能技术21-26
• 3.1.2 “栖居”围护结构设计26-27
• 3.2 零能耗建筑中可再生能源利用技术27-33
• 3.2.1 零能耗建筑中的太阳能光伏发电系统设计27-30
• 3.2.2 零能耗建筑中的太阳能光热系统30-33
• 3.3 被动式节能技术及其他零能耗节能技术33-37
• 3.3.1 被动式节能技术33-35
• 3.3.2 零能耗建筑中其他的节能技术35-37
• 4 零能耗建筑能耗监测系统设计37-57
• 4.1 零能耗建筑能耗监测系统的意义及方案37-39
• 4.1.1 零能耗建筑能耗监测系统的意义37-38
• 4.1.2 零能耗建筑能耗监测系统的方案38-39
• 4.2 零能耗建筑能耗监测系统设计39-51
• 4.2.1 能耗监测系统架构39-40
• 4.2.2 无线采集节点设计40-43
• 4.2.3 监测系统网关设计43
• 4.2.4 能耗监测系统监测平台43-51
• 4.3 太阳能发电系统监测51-57
• 4.3.1 太阳能光伏发电系统监测51-53
• 4.3.2 SDC2013 竞赛中的监测系统53-57
• 5 零能耗建筑可持续性评价57-87
• 5.1 零能耗建筑可持续性评价指标57-63
• 5.1.1 SD 竞赛中的评价标准57-61
• 5.1.2 零能耗建筑可持续性评价指标61-63
• 5.2 基于 BIM 的零能耗建筑能耗模拟分析63-76
• 5.2.1 零能耗建筑全能耗模拟分析64-71
• 5.2.2 太阳能光伏发电系统模拟分析71-76
• 5.3 “栖居”可持续性评价76-87
• 6 总结与展望87-89
• 6.1 论文总结87
• 6.2 展望87-89
• 致谢89-91
• 参考文献91-93
• 作者攻读硕士期间研究成果93-95
• 附录一95-97
• 附录二97-101
• 附录三101-126

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