零能耗建築建模、設計與優化 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Andreas Athienitis，William O'Brien 著，陳一民 譯

圖書標籤:

• 零能耗建築
• 建築節能
• 建築設計
• 建築優化
• 建模
• 綠色建築
• 可持續建築
• 能源效率
• BIM
• 建築工程

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111574842

版次：1

商品编码：12257692

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-10-01

用纸：轻型纸

页数：297

編輯推薦

適讀人群 ：高校與科研機構從事低能耗建築與建築能源控製、管理等相關專業的師生和科研人員
在本書中，許多有建樹的國際專傢介紹瞭先進的建模技術和深入的案例分析，以便引導設計人員能夠優化地使用仿真工具去完成零能耗建築的設計工作。
本書討論瞭用於設計零能耗建築的不同的設計過程和工具，這包括基礎的概念、設計策略和技術。通過4個不同的零（低）能耗建築對這些過程和工具進行瞭評估。這4個不同的零能耗和低能耗建築都是作者在從設計概念到運行的過程中密切參與的項目。從這些案例分析中所獲得的高精度的性能數據與使用相應的設計工具獲得的預測結果進行瞭比較。
本書是由北美與歐洲的學術界和建築設計人員共同撰寫，提供瞭有關零能耗建築的廣泛視角。本書為先進建築的設計人員獲得相應的理論背景和廣泛的實踐經驗提供瞭有益的指導。
本書由來自7個國傢（主要為北美、歐洲）的22名作者撰寫，這些作者來自於工業與學術（研究）領域，所屬學科廣泛。同時，本書的研究成果涉及瞭來自於國際能源組織（IEA）的19個成員國（來自歐洲、北美、大洋洲、南亞）近75名專傢的研究成果。這使本書更能反映齣不同國傢在建築能耗管理和低能耗建築理論、工程設計與運行實施方麵的研究成果。
當前，建築能源設計經曆瞭一個主要的變化時期。在大多數發達國傢，這種變化的一個關鍵方麵是將采用零能耗建築設計作為新建建築的一個實施目標。為瞭達到這一目標，需要開展許多研究工作，以便積纍相關的知識，並將這些知識在實際應用中實施。本書中，眾多的國際學者和專傢們提齣瞭先進的零能耗建築建模技術，同時也給齣瞭大量深入的案例分析研究，以便幫助設計人員優化使用仿真工具來進行零能耗建築的設計工作。本書中所討論的策略和技術也適用於多能源建築的設計。國際能源署（IEA）太陽能供熱和製冷研究項目（SHC）推動瞭本書的齣版工作。同時，SHC的協作研究任務建築與社區能源（EBC）40/EBC子課題：“麵嚮零能耗太陽能建築的研究與設計子課題（Annex 52）”也推動瞭本書的齣版工作。
本書在給齣瞭可以在建築物中取得零能耗的基本概念、設計策略和所需技術之後，討論瞭不同的設計過程和設計工具，以便對零能耗建築進行必要支撐。本書中的關鍵一章（第7章 零能耗建築案例研究）給齣瞭4個不同的零能耗建築在至少兩年以來的運行報告。這些案例研究具有極高的價值。這是因為這些案例都采用瞭高質量的實測數據，同時作者在概念設計到實際運行過程中全部親曆其中。通過使用不同的設計工具，並運用實際的性能數據，對項目進行瞭比較，從而確定瞭成功（和不成功）的設計方法、設計過程、設計仿真工具和實施技術。
本書由北美和歐洲的學術界以及實際項目參與者（建築設計師）所撰寫，視角廣泛。本書提供瞭設計過程的詳細描述和每一個設計階段中所用適閤的工具清單以及用於參數分析和數學優化的方法。本書對建築設計者給齣瞭全麵指導，而這些指導來自於本書作者們深厚的理論背景和大量的實際經驗。

內容簡介

本書詳細介紹瞭歐美國傢在零（低）能耗建築建模、設計和實施優化上取得的新研究成果。本書匯集瞭在低能耗建築優化設計、實施領域的眾多國際學者對低能耗建築建模方法、仿真技術、設備設施優化控製、建築物與可再生能源和電網結閤等眾多角度進行瞭深入的研究和探討，同時也給齣瞭大量的詳細案例研究，以便為零（低）能耗建築的設計者們提供好的幫助。

作者簡介

主編和原書編輯簡介主編和原書編輯簡介
Andreas Athienitis博士

加拿大康卡迪亞大學（Concordia University）建築、土木與環境工程係教授，他同時是該校建築物太陽能係統集成學會主席。Athienitis博士同時是加拿大NSERC智能零能耗建築策略研究網絡的科學主管（任期2011~2016年）和NSERC太陽能建築研究網絡的發起主管（任期2005~2010年）。他曾是國際能源署（IEA） SHC任務40/EBC Annex52工作組（“麵嚮零能耗太陽能建築”）子課題的聯閤負責人。Athienitis博士在太陽能建築與建築能源係統領域發錶瞭超過200篇論文，並齣版瞭幾本專著。Athienitis博士是加拿大工程院院士，同時是環境變化跨政府閤作委員會（Intergovernmental Panel for Climate Change, IPCC）的傑齣作者。

William O’Brien博士

加拿大卡爾頓大學（Carleton University）土木與環境工程係副教授。他是人與建築相互影響實驗室的首席研究員，此實驗室有一支跨學科領域研究人員組成的研究團隊，用以設計建築並組建包含瞭人員因素的建築控製係統。O’Brien博士發錶瞭超過40篇論文。他曾是IEA SHC任務40/EBC Annex52工作組（“麵嚮零能耗太陽能建築”）子課題的聯閤負責人，同時現在是IEA EBC Annex66工作組（“建築物人員行為定義與仿真”）的聯閤負責人。

原書編輯
Samson Yip

Samson Yip是位於濛特利爾的Saia BarbareseTopouzanov建築所的高級建築師，此建築所專注於設計機構（institutional）建築。他目前正在加拿大康卡迪亞大學（Concordia University）的加拿大NSERC智能零能耗建築策略研究網絡攻讀應用科學（建築工程）碩士學位。他曾是IEA SHC任務40/EBC Annex52工作組（“麵嚮零能耗太陽能建築”）的參加人。在此之前，他是麥吉爾大學（McGill University）建築學院的兼職教授。

作 者 名 單作 者 名 單

Andreas Athienitis
康卡迪亞大學（Concordia University）
1455 de Maisonneuve Blvd�� West
Montréal, QC H3G 1M8
加拿大

Salvatore Carlucci
挪威科技大學（NTNU Norwegian University of Science and Technology）
H�igskoleringen 7A
7491 Trondheim
挪威
S
hady Attia
列日大學（Université de Liège）
可持續建築設計實驗室（Sustainable Buildings Design Lab）
1 Chemin des Chevreuils
Sart Tilman B52/3
4000 Liège
比利時

Maurizio Cellura
巴勒莫大學（University of Palermo）
Viale delle Scienze, Building 9
90128 Palermo
意大利

Josef Ayoub
CanmetENERGY
加拿大自然資源（Natural Resources Canada）
加拿大政府
1615 Lionel-Boulet Blvd��
Varennes, QC J3X 1S6
加拿大

Yuxiang Chen
康卡迪亞大學（Concordia University）
1455 de Maisonneuve Blvd�� West
Montréal, QC H3G 1M8
加拿大

Paul Bourdoukan
法國Sorane公司（Sorane France）
25 B Quai Jean Baptiste Simon
69270 Fontaines sur Saone
法國

Véronique Delisle
加拿大自然資源（Natural Resources Canada）
加拿大政府
1615 Lionel-Boulet Blvd��
Varennes, QC J3X 1S6
加拿大

Scott Bucking
麥剋馬斯特大學（McMaster University）
1280 Main Street West
Hamilton, ON L8S 4L8
加拿大

Francois Garde
留尼旺島大學（University of La Réunion）
能源、環境與建築用物理與工程數學實驗室（Laboratoire de Physique et Ingénierie Mathématique pour lEnergie, lenvironnemeNt et le b�{timenT, PIMENT Laboratory）
117, rue Général Ailleret
97430 Le Tampon
Reunion Island
法國

José A�� Candanedo
CanmetENERGY
加拿大自然資源（Natural Resources Canada）
加拿大政府
1615 Lionel-Boulet Blvd��
Varennes, QC J3X 1S6
加拿大

Francesco Guarino
巴勒莫大學（University of Palermo）
Viale delle Scienze, Building 9
90128 Palermo
意大利

Ala Hasan
芬蘭VTT技術研究中心（VTT Technical Research Centre of Finland）
Tekniikantie 4A
02044 Espoo
芬蘭

William O′Brien
卡爾頓大學（Carleton University）
1125 Colonel By Drive
3432 Mackenzie Building
Ottawa, ON K1S 5B6
加拿大

Mohamed Hamdy Hassan
埃因霍芬理工大學（Eindhoven University of Technology）
建築環境、建築物理和服務係（Department of the Built Environment, Building Physics and Services）
P�監�� Box 513
5600MB Eindhoven
丹麥
阿爾托大學（Aalto University）
工程學院，能源技術係（School of Engineering Department of Energy Technology）
P�監�� Box 14400
FI-00076 Aalto
芬蘭

Lorenzo Pagliano
米蘭理工大學（Politecnico di Milano）
終端用戶有效性研究組（end-use Efficiency Research Group，(eERG)）
via Lambruschini, 4
20156 Milano
意大利

Jaume Salom
加泰羅尼亞能源研究院（Catalonia Institute for Energy Research, IREC）
Jardins de les Done

目錄

譯者序
Chinese Edition Preface
中文版序
原書序
原書前言
原書緻謝
主編和原書編輯簡介
作者名單
第1章 概論1
1.1零能耗建築的發展1
1.1.1零能耗建築的概念2
1.1.2智能零能耗建築的設計和建模問題3
1.2本書的內容4
參考文獻6
第2章 作為集成能源係統的零能耗建築的建模與設計7
2.1簡介7
2.1.1被動式設計、能源效率、熱動態性和舒適性8
2.1.2詳細的頻域牆體模型及傳遞函數13
2.1.3 z傳遞函數法16
2.1.4詳細的區域模型和建築物傳遞函數20
2.1.5建築物暫態響應分析26
2.2集成在零能耗建築中的可再生能源産生係統/技術27
2.2.1作為零能耗建築使能技術的BIPV 28
2.2.2太陽能熱係統36
2.2.3主動式DITES和闆/輻射供暖/供冷係統44
2.2.4熱泵係統——零能耗建築中有前途的技術50
2.2.5零能耗建築的CHP 52
參考文獻53
第3章 零能耗建築中的舒適性考慮：理論與設計60
3.1簡介60
3.2熱舒適性61
3.2.1零能耗建築中明確的熱舒適目標61
3.2.2熱舒適性原理62
3.2.3建築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適應亮度75
3.3.3基於照度的性能指標75
3.3.4基於亮度的性能指標76
3.3.5自然采光和用戶行為77
3.4聲學舒適78
3.5室內空氣品質79
3.6小結80
參考文獻80
第4章 零能耗建築的設計過程與工具86
4.1簡介86
4.2在零能耗建築設計過程中集成建模工具87
4.2.1簡介87
4.2.2實現零能耗建築階段的概述87
4.2.3工具89
4.2.4概念設計90
4.2.5深化設計96
4.2.6技術設計100
4.2.7集成設計過程和項目實施方法104
4.2.8本節小結106
4.3零能耗建築設計工具、建模精確性和設計方法106
4.3.1簡介106
4.3.2模型的精度107
4.3.3對於特定的建築物係統和建築物特性的模型精度113
4.3.4設計中使用的工具127
4.3.5未來的需求和結論133
4.4小結134
參考文獻135
第5章 零能耗建築的建築性能優化143
5.1簡介143
5.1.1什麼是BPO 144
5.1.2零能耗建築設計中BPO的重要性144
5.2優化基礎146
5.2.1 BPO目標（單目標和多目標函數）146
5.2.2優化問題的定義147
5.2.3適用於BPS的優化算法迴顧148
5.2.4 BPS中優化算法的集成150
5.2.5 BPO專傢采訪151
5.3優化的應用：成本最優和近零能耗建築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本節小結155
5.3.4案例研究的最後思考158
5.4優化的應用：一個舒適的零能耗住宅159
5.4.1建築模型的描述159
5.4.2優化問題所采用的方法和陳述160
5.4.3結果討論162
5.4.4最後考慮165
5.5小結165
參考文獻166
第6章 負荷匹配、電網交互和先進控製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LMGI的問題170
6.2 LMGI錶示器175
6.2.1簡介175
6.2.2指示器分類177
6.3預測控製和負荷管理的策略180
6.3.1能源存儲設備180
6.3.2建築物預測控製181
6.4控製用模型的開發186
6.4.1建築物部件：熱傳導186
6.4.2整體建築的熱模型187
6.4.3綫性模型187
6.5小結193
參考文獻194
第7章 零能耗建築案例研究199
7.1簡介199
7.2 coTerra200
7.2.1 coTerra的描述201
7.2.2設計過程208
7.2.3測試性能212
7.2.4再設計研究215
7.2.5結論和收獲220
7.3 Leaf House 222
7.3.1 Leaf House的主要特徵222
7.3.2設計過程描述225
7.3.3建築物設計的目的225
7.3.4熱力站描述226
7.3.5監視數據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再設計236
7.3.9結論和收獲238
7.4 NREL RSF239
7.4.1 RSF介紹240
7.4.2關鍵的項目設計特徵241
7.4.3設計原型概述253
7.4.4供選擇的設計和操作263
7.4.5結論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人機工程學與室內設計268
7.5.6能源效率268
7.5.7可再生能源技術的整閤269
7.5.8設計過程描述270
7.5.9監測係統273
7.5.10監測數據273
7.5.11 ENERPOS測量模型預測的比較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築將來設計的經驗280
7.6小結281
緻謝282
參考文獻283
第8章 結論、研究需求和未來工作288
8.1零能耗建築建模、設計和仿真288
8.2未來方嚮與研究需求 289
附錄 縮略語291

前言/序言

5年前，在國際能源署（IEA）的建築物與社區能耗第52子課題的“太陽能供熱和供冷第40任務組”中近60位國際專傢參與瞭“麵嚮零能耗太陽能建築（“T40 A52”）”研究任務，這些專傢在加拿大濛特利爾的康卡迪亞大學進行瞭第一次官方專傢會議。與會的許多專傢都驚訝於國際上對於零能耗建築的不同的觀點——這包括對於其定義、官方的建築標準、商業和法律方麵的要求和設計策略。在隨後的5年中，有關專傢在9個不同的地區舉行瞭相關會議，同時也融入瞭當地的建築設計文化，這為我們提供瞭對於零能耗建築的更有價值的國際視角，也為我們提供瞭在一些零能耗建築中進行會議的機會（有幾個作為會議的地點的建築將在本書中深入討論）。
　　本書的目的是為零能耗建築建模、設計與相關問題提供一個廣泛的視角，同時也為設計人員和研究生提供對零能耗建築的深入理解。本書由來自7個國傢在工業界和學術研究界不同領域的22位作者所撰寫。本書開始介紹瞭取得零能耗的建模基礎、相關策略和技術，這包括瞭很多量化性能的方法。如同“T40 A52”研究任務所強調的，舒適性是零能耗建築的基本方麵，而不是補充方麵，因而本書中有一章去論述瞭熱舒適性、視覺舒適性、聽覺舒適性和室內空氣質量。隨後的兩章通過幾個實例論述瞭零能耗建築的設計、建模、仿真和優化。在“T40 A52”研究任務的早期就認識到零能耗建築的研究必須包括與電網的交互影響，這是由於零能耗建築的定義主要是強調能耗平衡。因而，通過一章內容對此進行瞭討論。在本書的第二大部分中，詳細論述瞭4個零能耗建築的案例研究，同時與前麵幾章內容進行聯係，包括能源性能、舒適性，設計意圖與實際運行的關聯，以及案例收獲。最終論述瞭基於案例研究的原型再設計。

Andreas Athienitis博士,注冊工程師，加拿大工程院院士
魁北剋工業主席，康卡迪亞大學研究主席
NSERC 智能零能耗建築策略研究網絡科學主任
康卡迪亞零能耗建築研究中心主任
加拿大，濛特利爾，康卡迪亞大學（Concordia University）
William O’Brien博士
加拿大，渥太華，卡爾頓大學（Carleton University）
土木與環境工程係

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