华北地区零能耗建筑可行性研究.pdf

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1、 分类号： 密级： U D C： 编号： 学 位 论 文 华北地区零能耗建筑可行性华北地区零能耗建筑可行性研究研究 李全瑞 指导教师姓名： 任彬彬 副教授 河北工业大学 申请学位级别： 硕 士 学科、专业名称： 建筑技术科学 论文提交日期： 2011 年 11 月 论文答辩日期: 2011 年 12 月 学位授予单位： 河北工业大学 答辩委员会主席： 评 阅 人： 2011 年 12 月 Dissertation Submitted to Hebei University of Technology for The Master Degree of Building Technology Sc

2、ience THE CONSTRUCTION FEASIBILITY STUDY OF ZERO ENERGY CONSUMPTION IN NORTH CHINA by Li Quan Rui Supervisor： Prof. Ren binbin December 2011 河北工业大学硕士论文 i 华北地区零能耗华北地区零能耗建筑建筑可行性可行性研究研究 摘摘 要要 能源危机是世界各国所要面对的一个严峻的问题。在努力寻找新型能源的同时，节 约能源走可持续发展之路成为社会生活的一个主题。随着我国经济的快速发展和城市的 迅速扩张，我国对能源的需求量也在迅猛增加。建筑是能源消耗的大户，在我国

3、建筑能 耗约占总能耗的 25%左右，建筑节能成为提高全社会能源使用效率的重要方面，所以建筑 节能是一个很有意义的研究课题。 通过对国内外零能耗建筑研究和实践的对比，分析总结其在技术、新能源的利用、 政策等方面的特点，并结合我国的基本国情和发展现状，为我国的零能耗建筑发展提供 参考。 华北地区夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，北部地区日照时数较高。当地的可再生能 源资源主要有地热资源、太阳能资源、生物质能、风能等，夏季炎热冬季寒冷这对建筑 维护结构的热工性能要求较高。结合当地的气候特征和可再生能源资源状况，总结出华 北地区零能耗建筑的指导方针。从建筑舒适度设计、建筑与气候效应、建筑围护结构、 被动太阳

4、能设计、建筑采暖与供热、建筑制冷与除湿、建筑电力供给这些方面对华北地 区零能耗建筑进行可行性模拟分析得出结论，一年中建筑自身的能量需求和供应处于一 种动态平衡的状态，这也就证明了华北地区零能耗建筑的可行性。 零能耗建筑的应用前景广泛，它的社会、经济价值是不可估量的。在国家提倡低碳 生活的形势下，开展零能耗建筑的研究更有积极的意义，本文的研究只是一个开始，希 望能对以后开展华北地区零能耗建筑设计实践提供参考。 关键词：关键词：华北地区，零能耗建筑，可再生能源， 河北工业大学硕士论文 iii THE CONSTRUCTION FEASIBILITY STUDY OF ZERO ENERGY CON

5、SUMPTION IN NORTH CHINA ABSTRACT The energy crisis is a stern question which the various countries must face. While seeks the new energy diligently, saves the energy to walk road of the sustainable development to become the social life a subject. Along with our country economy fast development and t

6、he city rapid expansion, our country swiftly and violently is also increasing to the energy demand. The construction is the energy consumption wealthy and powerful family, approximately composes about total energy consumption 25% in our country construction energy consumption, the construction conse

7、rves energy into enhances the entire social energy use efficiency the important aspect, therefore the construction energy conservation is one has the significance research topic very much. Through studies the contrast to the domestic and foreign zero energy consumption construction which and practic

8、es, the analysis summarizes it in aspect and so on technical, new energy use, policy characteristics, and unifies our countrys fundamental realities of the country and the development present situation, provides the reference for our countrys zero energy consumption construction development. North C

9、hina area burning hot multi-rain, cold dry, the north area sunshine hour is high. The local renewable energy resources mainly have the geothermal resource, the solar energy resources, the biological mass energy, the wind can and so on, summer burning hot winter cold this is high to the construction

10、maintenance structure hot working performance requirement. Unifies local the climate characteristic and the renewable energy resources condition, summarizes the North China area zero energy consumption construction directive. Through the establishment physical model, from the construction comfort le

11、vel design, the construction and the climate effect, the building surrounding protection structure, the passive solar energy design, the construction heats and heats, the construction refrigeration with except wet, construction electric power supplies these aspects carries on the feasible simulation

12、 analysis to the North 华北地区零能耗建筑可行性研究 iv China area zero energy consumption construction to draw the conclusion, in a year constructs own energy demand and the supply is at one kind of dynamical equilibrium the condition, this has also proven the North China area zero energy consumption construction

13、 feasibility. The zero energy consumption construction application prospect is widespread, its society, the economic value are inestimable. In under the national advocate low-carbon life situation, the development zero energy consumption construction research has the positive significance, this arti

14、cle research is only a start, hoped will be able to carry out the North China area zero energy consumption architectural design practice to later to provide the reference. KEY WORDS：North China area，Zero Energy Consumption Construction，Renewable Energy， 河北工业大学硕士论文 v 目目 录录 第一章第一章 绪论绪论 1 1 1.1 课题研究背景

15、. 1 1.2 课题研究的目的和意义 . 2 1.3 课题研究的内容和方法 . 2 第二章第二章 零能耗建筑概念及国内外研究概况零能耗建筑概念及国内外研究概况 5 5 2.1 零能耗建筑的概念 . 5 2.2 国外零能耗建筑研究及应用状况 . 6 2.2.1 乡村零能耗开发范例 6 2.2.2 城郊零能耗开发范例 7 2.2.3 生活/工作零能耗开发范例 9 2.2.4 市镇零能耗开发范例 .11 2.2.5 都市零能耗开发范例 12 2.2.6 区域零能耗开发范例 13 2.3 国内零能耗建筑研究及应用状况 . 15 2.3.1 万科零碳宅项目 15 2.3.2 徐州零碳城镇规划项目 17

16、2.3.3 宁波诺丁汉零碳项目 18 2.4 本章小结 . 15 第三章第三章 华北地区气候及可再生资源状况华北地区气候及可再生资源状况 2121 3.1 华北地区气候情况 . 21 3.1.1 华北地区概况 21 3.1.2 华北地区年平均气温 21 3.1.3 华北地区年降水量 21 3.1.4 华北地区日照情况 21 3.2 华北地区可再生能源资源 . 22 3.2.1 地热 22 3.2.2 太阳能 22 3.2.3 生物质能 23 3.2.4 风力发电 23 3.3 本章小结 . 23 华北地区零能耗建筑可行性研究 vi 第四章第四章 华北地区零能耗建筑设计指导方针华北地区零能耗建筑

17、设计指导方针 2525 4.1 零能耗建筑热工性能 . 25 4.1.1 热容性 25 4.1.2 保温性 27 4.1.3 气密性 27 4.2 零能耗建筑构造 . 27 4.2.1 基础结构 27 4.2.2 砌体墙结构 28 4.2.3 高性能玻璃窗 29 4.2.4 地板与屋顶结构 29 4.2.5 绿色屋面结构 30 4.2.6 风帽 30 4.3 零能耗建筑机电系统 . 31 4.3.1 热系统 31 4.3.2 电系统 35 4.3.3 水系统 35 4.4 本章小结 . 36 第五章第五章 华北地区零能耗建筑可行性分析华北地区零能耗建筑可行性分析 3737 5.1 建筑舒适度设

18、计 . 37 5.2 建筑与气候效应 . 39 5.3 建筑围护结构 . 41 5.3.1 墙体、地板和屋顶 . 42 5.3.2 窗户 . 44 5.3.3 案例分析：不同构造的建筑的热能平衡 . 44 5.4 被动太阳能设计 . 45 5.4.1 建筑的规划和布局 45 5.4.2 案例分析：朝向设计 45 5.5 建筑采暖与供热 . 47 5.5.1 太阳能热水 48 5.5.2 地源热泵 48 5.5.3 生物质供暖 49 5.6 建筑制冷与除湿 . 50 5.6.1 蒸发制冷 51 5.6.2 固体干燥剂除湿 51 5.6.3 液体干燥剂除湿 51 河北工业大学硕士论文 vii 5.

19、6.4 全热交换器 51 5.6.5 地下循环水制冷 52 5.6.6 案例分析：不同气候条件下的制冷需求 53 5.7 建筑电力供给 . 55 5.7.1 太阳能光伏发电技术 56 5.7.2 生物质能发电技术 56 5.7.3 风力发电技术 58 5.7.4 案例分析：在华北地区气候条件下的能源供应 59 5.8 本章小结 . 60 第六章第六章 结结 论论 6161 参考文献参考文献 6565 致致 谢谢 6767 发表论文和参加科研情况说明发表论文和参加科研情况说明 6969 河北工业大学硕士论文 1 第一章第一章 绪论绪论 目前，全球经济发展过热，每年的能源消耗量均比当年可支配量多出

20、 30%。换句话说，我们每年 都需要 1.3 个地球来维持整个世界 70 亿人口的生存。 发达国家（大约拥有了 10 亿人口）的人均资源消耗量远远大于其他国家。举个例子，如果地球上 的每个人都以普通欧洲人的生活方式生存，那么我们需要大约 3 个地球才能满足全球的能源消耗量。 如今我国的改革开放已经迈入第三十三个年头，从一开始的摸索到科学发展，我国越来越意识到 只有节约能源、降低排放、保护环境、与自然和谐共处，才能真正实现可持续发展。因此，我国已把 节能减排作为一项基本国策，生态文明建设是中华民族文化建设的重要内容。 1.11.1 课题研究背景课题研究背景 现代社会的方方面面都依靠廉价的矿物燃料

21、运行，不论是农业、食品加工、交通还是建筑。过去 文明所完整保留的能源和“古代夏天保存的阳光”正在被挥霍。如今我们这一代需要学会如何在没有 丰富能源的情况下生存。 矿物燃料不只是唯一一个正在以不可持续的水平消耗的能源，森林正在缩减，淡水正在短缺，渔 场正在减少，表土正被侵蚀。而人口数量在增长，生活方式更加肆意挥霍。70 亿人正在为一个缩小的 世界而竞争。 如今在市场为基础的全球经济中成长的人都需要有新的慷慨精神，有义务去建立以平等合作为基 础的国际秩序。若不这样，我们生活的各方面都要受到能源冲突的牵制，进而导致全球社会的崩溃。 能源危机是世界各国所要面对的一个严峻的问题。在努力寻找新型能源的同时

22、，节约能源走可持 续发展之路成为社会生活的一个主题。建筑是能源消耗的大户，所以建筑节能是一个很有意义的研究 课题。 在能源消耗方面，建筑能耗占着主要地位。我国全部物质消耗总量的 15%用在建筑业物质消耗上 面，全部能耗的 28%用在建筑能耗上面。到 2002 年底，中国的城市和农村的房屋总建筑面积将达到 400 亿，在建筑的高能耗建设中，超过 95%的新建筑仍然是高能耗建筑，房屋的总建筑面积在 2020 年预计将达到 69 亿 1。建筑将超越工业、交通、农业等其他行业成为能耗的首位，建筑节能将成为 提高全社会能源使用效率的首要方面。建筑节能问题日益得到政府和全社会的高度关注。特别是在资 源日益

23、短缺、消耗不断加剧的现实和建设节约型社会的战略方针面前，建筑节能己成为我国节能浪潮 的主流之一。 1 建材新闻2004 年 11 月 26 日新建建筑须执行节能标准 力推绿色建筑http:/ 27/135903.html 华北地区零能耗建筑可行性研究 2 1.21.2 课题研究的目的和意义课题研究的目的和意义 2009 年的哥本哈根会议上，我国公布了“碳排放强度”具体指标，承诺到 2020 年单位国内生产 总值二氧化碳排放比 2005 年下降 40%至 45% 2；对于中国这样一个发展中国家而言，经济发展速度较 快，能源消耗和二氧化碳排放在总量上仍会快速增加，这无形中增加了低碳发展的压力。作为

24、耗能大 户，降低建筑能耗成为碳排放下降的主要因素，建设零能耗建筑成为建筑业未来发展的必然趋势。 我国正处于气候变化的前沿地区，每年城市扩张的面积几乎等同于新增加一个伦敦，在能源基础 建设上平均每周新增一座燃煤发电站，我们如何才能在实现现代化的同时使自身成为世界上最先进的 低碳排放经济体之一，这个问题非常关键。真正的竞争不仅仅存在于对可再生能源技术的应用方面， 还在于抢先他国之前利用巨大的国内市场实现产品规模经济效应，并形成稳健的低碳排放工业供应 链。这一策略不仅可节约中国在节能和可再生能源技术方面的投入，还可创造价值巨大的出口市场。 这一基础能源措施将克服对化石能源的依赖，而我国也可以成为世界

25、上这一基础技术的主要供应国。 华北地区以北京为例，作为我国第二大能源消费城市，能源一向以外地调入为主，资源相对贫 乏。能源作为国民经济的基础产业，长期以来对保证国民经济持续、快速，健康发展和人民生活的改 善，发挥着十分重要的作用。利用太阳能、风能、地热能及生物质能等可持续发展能源是北京未来发 展的趋势，是经济发展的动力。北京市的城市总体规划修编方案，最近已获国务院原则批准。对城市 的发展定下了四大目标：国家首都、世界城市、文化名城、宜居城市。而要真正做到这些，造就一个 优良的生态环境就显得十分重要，但是良好的环境质量与能源结构又是有着直接因果的互动关系。因 此，形成合理的能源构成、积极发展真正

26、意义上的清洁能源、缓解当前上上下下都极为关注的能源紧 缺困境及环境保护问题，将成为北京市现阶段、以至今后一定时期内十分敏感而带战略意义的热点课 题。 1.31.3 课题研究的内容和方法课题研究的内容和方法 本文主要研究华北地区零能耗建筑的基本结构、建造技术、建造策略，其中包括以下几个方面： 介绍了零能耗建筑的概念，通过对国内外零能耗建筑研究和实践的对比，分析总结其在技术、新 能源的利用、政策等方面的特点，并结合我国的基本国情和发展现状，为我国的零能耗建筑发展提供 参考。 分析华北地区气候情况和当地的可再生资源的状况，是建造零能耗建筑的基础工作，寻找适合当 地的建造技术和建造策略。 根据华北地区

27、的气候特征和可再生资源状况，提出了适合华北地区的零能耗建筑标准指导方针。 2财经新闻2009 年 11 月 27 日中国承诺:到 2020 年碳减排 40%至 45%http:/ upfx.html 河北工业大学硕士论文 3 通过建立物理模型，从建筑舒适度设计、建筑与气候效应、建筑围护结构、被动太阳能设计、建 筑采暖与供热、建筑制冷与除湿、建筑电力供给这些方面对华北地区零能耗建筑进行可行性模拟分析 得出结论，一年中建筑自身的能量需求和供应处于一种动态平衡的状态，这也就证明了华北地区零能 耗建筑的可行性。 本文主要研究方法如下: 案例分析，通过国内外大量零能耗建筑案例的分析研究，分析总结各案例的

28、技术特点，总结出零 能耗建筑常用的设计方法及适用情况。 理论分析，根据对华北地区零能耗建筑对可再生能源资源的利用的详细阐述，总结出华北地区零 能耗建筑的设计策略和技术应用。 河北工业大学硕士论文 5 第二章第二章 零能耗建筑概念及国内外研究概况零能耗建筑概念及国内外研究概况 2.12.1 零能耗建筑的概念零能耗建筑的概念 建筑能耗主要包括建筑使用的材料在生产过程中耗能、材料通过物流运输过程耗能、建筑在建造 过程的耗能、建筑建成后在使用过程中的耗能，这些能耗都是与建筑密切相关的。根据国际通用的定 义，建筑能耗一般是指建筑建成后使用过程的耗能，主要包括以下几个方面：建筑排水、室内照明、 建筑通风、

29、建筑采暖、建筑制冷、家用电器使用、电梯等 3。 零能耗建筑的定义：并不是说建筑本身不消耗能源，而是说建筑可以最大限度的利用当地的可再 生能源资源，对于不可再生能源资源来说建筑的消耗为零 4。国际公认的“零能耗”建筑是通过对建筑 进行最佳的设计，在建筑建造的过程中使用热容性高、绿环保的材料和节能的设备，使建筑在使用过 程中最大可能的利用可再生能源资源。从而达到 100%能源自产的目标。 美国自然资源保护委员会资深可持续建筑专家莫争春博士对零能耗建筑是这样定义的： “零能耗建 筑就是与建筑一体化的可再生能源系统产生的能量与建筑运行所消耗的能量相抵为零，通常可以以一 年为结算周期；值得注意的是，可再

30、生能源的发电状态通常是间歇性的，例如太阳能发电只能是白 天，风力发电风速必须达到一定时速；建筑运行所需的能量既可以来源于建筑上安装的可再生能源系 统，也可以来源于并网的电力系统；建筑运行总是优先使用自身的可再生能源提供的能量，不足部分 则从城市电网获取，并通过双向式净电电表计量，此时的建筑用电量为正；当可再生能源所产生的能 量高于建筑运行所需能量时，多余的能量输送回电网，此时的建筑用电量为负。一年下来，如果正负 电量抵消，则该栋建筑就是零能耗建筑。所以零能耗建筑其实是净零能耗建筑(Net Zero Energy Building)” 。 零能耗建筑根据其具体的设计目标还有几个派生概念：如果以降

31、低温室气体排放为设计目标，则 此零能耗建筑也可称为零碳排放建筑(Net Zero Emissions Building)；如果从用户角度讲，其最关心 的可能是所缴的电费和煤气费等能耗费用。如果一年之中，建筑的可再生能源输回电网所得收入正好 抵消该建筑从城市能源供应系统购买能源的费用，那么该建筑又可以称为零能耗费用建筑(Net Zero Cost Building)；如果从国家和地方政府的角度讲，零能耗建筑应该强调能源产生地的能量平衡为 零，也就是将生产能源时额外消耗的能源与能源输送过程中的损耗也计算在内，如果建筑自身的可再 生能源可以抵消所有这些能源之和，该建筑就可以称为零产地能耗建筑(Net

32、 Zero Source Energy Building)。 3 龙恩深. 建筑能耗基因理论与建筑节能实践. 北京: 科学出版社，2009：10 4 陈鹏闯.走向零能耗建筑J.中国建材科技.2006(3):29 华北地区零能耗建筑可行性研究 6 2.22.2 国外零能耗建筑研究及应用状况国外零能耗建筑研究及应用状况 2.2.12.2.1 乡村零能耗开发范例乡村零能耗开发范例 居住密度：1001500 户/平方公里，容积率大约为 0.135。 (1)(1)典型应用典型应用 适用于乡村的独立式住宅 适用于现有村庄延伸的排屋形式 基地演变为城市郊区 (2)(2)典型案例典型案例 位于萨里郡莫勒色（M

33、olesey,Surrey）的希望之家(见图 2.1)是这种类型的最早模式，现在则被 乡村零能耗的一系列标准成套住宅所取代。希望之家坐落于河滩旁，两层木结构，底层楼板选用热容 量大且防潮性能良好的材料。两层半的南向温室有阳台或露台连接各层，最上层表面覆盖太阳电池板 和太阳能集热器。这栋住宅在 15 年前开始使用小型煤气锅炉，但经过一套家庭能承担得起的有计划的 环境升级改造，最终在 2007 年夏天达到了零碳标准。目前使用的技术设施包括：供暖的燃木火炉，提 图 2.1 希望之家 图 2.2 乡村零能耗构造系统 Fig.2.1 House of Hope Fig.2.2 Zero-energy s

34、ystem, rural construction 图 2.3 默顿.瑞斯总平面图 图 2.4 默顿.瑞斯鸟瞰图 Fig.2.3 Merton Reese general layout Fig.2.4 Merton Reese aerial view (资料来源： 建筑零能耗技术针对日益缩小世界的解决方案) 河北工业大学硕士论文 7 供冬天家用热水的自动化木屑锅炉，供应晚春到初秋之间的家用热水的真空管太阳能集热器，1.1 千 瓦峰值的光伏板阵列，以及 600 瓦的风力涡轮发电机。这种住宅设计便于在家办公，住宅一层设计有 两个独立的出入口，也为今后将房子改造成老少同堂提供可能。住宅建造使用了当地

35、材料和劳动力， 在周边新乔治式或新都式建筑外观之外提供了另一种恰当的美学选择。住宅设计既符合邻里之间的私 密性要求，又利用磨砂玻璃的阳光房为人和植物获取了充足的阳光，同时住户还能观赏到东侧花园及 周边的自然景色。 (3)(3)批量建造批量建造 乡村零能耗是预制组合的成套住宅（见图 2.3、2.4） 。如果你能组装宜家沙发床，那么你就能建 造你自己的零碳房屋。这里的设想是把多层胶合木梁住框架具有的快干式装配的优点和大热容量砌体 结构的被动式制冷的优点结合起来，就有可能精确计算出除场地人工成本这一变量之外的新住宅的成 本。这就使建设成本结算的风险降到最低，同时为大型、小型承建商和自己动手的建造者实

36、现零碳房 屋提供了一个简便易行的方法。成套住宅框架预先留置出今后安装符合零能耗标准要求的微型发电机 组的位置，而住宅的格局布置和立面处理则与当地环境相呼应。提供两种胶合木成套框架，一种是采 用东欧森林管理委员会软木的成本较低的框架；另一种是使用来自苏塞克斯茂盛矮林中的栗木。大热 容量的衬板和楼面材料原料为磨细的粒状高炉矿渣混凝土、再生骨料和白色陶土支架混合物，如果仔 细磨光并用自然封蜡机完成封蜡，那么材料表面就不需要再抹灰了。基本的成套住宅框架提供良好的 气密性、保温性和热容性，而且能够很容易就装配成可多达四层的排屋或公寓。许多特征部位，如屋 架、双层玻璃的阳光房、阳台、车库和共用锅炉房等可以

37、相互分开，使得该系统可以用于大多数总体 规划中，又不会影响其中的微型发电机组的性能或整个建筑的高效性。 2.2.22.2.2 城郊零能耗开发范例城郊零能耗开发范例 居住密度：15007500 户/平方公里，容积率大约为 0.315。 (1)(1)典型应用典型应用 打造中密度街区规划方案 适合于新市镇扩建 形成新郊区 适合于市区房屋重建 (2)(2)典型案例典型案例 为 Accord 房屋协会而设的伯明翰哈利素文市的弗朗西斯法院(见图 2.5)，是这种建筑的第一个模 型，如今有出现了即将竣工的地处布里克斯顿市圣马修斯的 Presentation 房屋协会和地处安多弗市艺 术家大道上的为泰斯特韦房

38、屋协会而造的房屋（见图 2.6） 。 所有这些项目以不同的方式精心地与各自所处的环境相符合。在圣马修斯，临街房屋的门户均朝 南而开，因此，一个由 PRP 建筑师事务所和零能耗工厂联合建立的一家合资企业设计出一种阳光房和 露台相交错的结构，这种结构可提供双向的防护空间，既保证了充足的阳光，又确保了必要的私密 性。在安多弗和哈利素文，经由北向骑楼拱廊通往房屋，因此可以在朝南的阳光房中开辟出更多的私 华北地区零能耗建筑可行性研究 8 人院子或露台。所有项目都采用了公用木屑锅炉供暖系统，在安多弗和布里克斯顿的项目还采用了太 阳能集热器，以尽量减少夏季的木屑颗粒消耗量。 零能耗标准为将来进行光伏技术升级

39、留有余地，届时只需用简单的安装导轨卡住铝屋面的立焊缝 位置，而无需对建筑结构进行花费巨大的改造。在安多弗房屋上已经为微型风力发电机预先安装了耐 用的安装托架和电缆，以便将来微型风力发电机可以即插即用。平面布局简单，一层是残疾人士公 寓，朝南的起居室和朝北的卧室能享受到凉爽夏夜，最大化地发挥了被动式太阳能建筑结构的优点。 (3)(3)批量建造批量建造 城郊类型既可以在乡村零能耗预制系统中得以实现，同时也可以通过采用高热容性的传统砖混建 筑系统来实现。方法的选择几乎完全取决于总体规划的规模、街道布局以及更标准化的预制系统平面 尺寸是否适用于整个平面布局。如果建筑立面带圆角或屋顶完全设计为花园，建筑

40、应采用砌石结构。 一个典型的总体规划正如默顿.瑞斯一样，这个由贝辛斯托克扩建形成的城市具有高度不规则 的三角形街区布局显示了如何将特殊的街区转角和规则的阳台相结合，从而创造出一种多样化的 街景，随着陡峭的地势而起伏，同时设法消除过多的停车场带来的压抑感，尽力营造出一种共享绿色 生态的乡村氛围（见图 2.7、2.8） 。 图 2.5 弗朗西斯法院 图 2.6 安多弗艺术家大道 Fig.2.5 Francis Court Fig.2.6 Andover Artist Avenue 图 2.7 厄普顿开发一期图 图 2.8 厄普顿马厩式排房 Fig.2.7 Upton develop a chart

41、 Fig.2.8 Upton barn-style row of house 河北工业大学硕士论文 9 通过放宽对阳光房设计位置的限制通常阳光房只能在平均日照丰富的位置使用以及为每个家 庭提供一个整洁的临街立面，就有可能解决传统城市设计中有关微型发电方案的问题。在南向的阳台 部分增加玻璃阳光房这一重要举措相当于开发了一种新的设计类型，根据规划布局的不同，这种设计 使建筑可以在南北两面都有前门和入口，从而实现双向进入。这里引入了一个与传统街景截然不同的 新理念：街道北立面将完全不同于南立面。 2.2.32.2.3 生活生活/ /工作零能耗开发范例工作零能耗开发范例 居住密度：750012000

42、户/平方公里，容积率大约为 0.675。 (1)(1)典型应用典型应用 为真正的生活/工作社区提供综合性的工作空间 适合于现有住宅区的致密化，有望减少出行需要,减少交通拥堵 有利于实现全天候社区，显著增强社会凝聚力 增加了公用设施，如食品送货车和公用汽车，提供了有别于单一功能的住宅区/办公区的选择 在同一规划区内同时提供就业和住房 图 2.9 贝丁顿零能耗项目鸟瞰 Fig.2.9 Beddington zero energy project overlookin 图 2.10 贝丁顿零能耗项目平面图 图 2.11 五彩的风帽 Fig.2.10 Beddington Zero Energy Pr

43、oject Plan Fig.2.11 Colorful Cowl (资料来源： 建筑零能耗技术针对日益缩小世界的解决方案) 华北地区零能耗建筑可行性研究 10 (2)(2)典型案例典型案例 贝丁顿零能耗是第一个典型案例(见图 2.9、2.10)。它的理念主要是向人们展示在一个社区中怎 么把工作区引进来，使工作区与周边社区的居住密度相匹配。从而提高小区的整体宜人性，主要是公 共开放空间的宜人性设计。它的巧妙之处就在于将北侧的工作区与南侧的生活区连接起来 5。在项目工 作区的屋顶上面设置绿色花园，这样做的好处在于可以给办公区域充足的北面光照，并且使得生活区 的每家住户都有拥有一个阳台或者花园。经

44、过五年的使用，没有出现小区居民对工作区的工作者提出 抱怨的，这足以证明这种混合功能社区的可行性。 皮博迪信托机构是英国伦敦的一家历史很悠久很具有影响力的房屋建造协会。它对混合居住社区 设计制定的原则是：社区里 1/3 的建筑作为公有产权房，1/3 的建筑作为社会租赁房用来出租，1/3 的 建筑作为私有产权房用来出售。具体设计要求住宅单元平面要考虑不同人群的使用，要具有多样性， 单元平面可以考虑 1 室 1 户、2 室 1 户或者 3 室 1 户。可以根据在总平面图中的不同位置设计不同形 式的单元平面。北面的工作区域可以划分为若干个小单元，这些小单元可以连接起来，形成一个大的 工作空间也可以单独

45、使用。根据不同功能选择不同的单元平面（见图 2.12） 。 这种设计可以吸引大、小规模的公司来加入这个社区。为了满足住户想扩大自己的住所，或者想 把工作区域和生活区域连为一体的想法，设置了抬高的入口和门楣，成功的把一层的生活区和相邻的 工作区联系起来。这种设计可以使得自由职业者工作和生活更加灵活多变，能够更大限度的兼顾家庭 和工作，这是从希望之家项目中运行的零能耗工厂办公 室时的经验启迪而来的。设计中的绝大多数劳动力和散 装材料都是来自距离基地 80 公里以内的区域里，在项目 的建造实施中，回收结构性钢构件和软木墙筋，用来制 作新的结构性构建，更加的环保和低碳。所以说，虽然 贝丁顿零耗能项目中

46、有更高的热容性材料和更厚的墙 体，但是在建筑中的隐含碳比批量建造的工业标准产品 的体积要少得多。 图 2.12 紧凑的建筑体型 贝丁顿零能耗社区的建筑规模大小适中，与区域内 Fig.2.12 Beddington Zero Energy Project Plan 的污水处理厂和采用木质燃料的热电联产中心相适应。虽然我可以根据居民的用电需求设计规模相当 的发电厂，但是我们房屋屋顶都安装了太阳能光伏板和风力涡轮机来提供居民日常生产和生活的需 求，在电力短缺的时候由生物质热电联产系统为社区提供必须的电能，区域内的生物质资源还是很丰 富的。社区内居民的热需求基本上是加热水，而且全年的需求量变化不大，每

47、家每户都安装有特大的 热水箱，可以满足高峰期需求的同时仍然允许全天缓慢加水。这样一来，当社区内电量有剩余时还可 以将余量输出到电网，而在高峰用电期又可输入电网电量以满足用户需求 6。 5 (英)邓斯特 陈硕.建筑零能耗技术的应用，2010.2 6 (英)邓斯特(Dunster，B.) (英)西蒙斯(Simmons,C.) (英)吉尔伯特(Gilbert,B.) (中)陈硕(Chen,S.)著. 上海现代建筑设计 （集团）有限公司译. 建筑零能耗技术. 大连：大连理工大学出版社, 2009.6（227） 河北工业大学硕士论文 11 ( (3)3)批量建造批量建造 打包的零能耗的概念是对排屋概念的

48、阐释，以确保 在欧洲最大限度地复制现浇混凝土叠合成形技术。这一 类型的变体有医疗零能耗（MedZED）和教育零能耗（见 图 2.13） ，北侧的生活/工作单元部分可以作为医院病房 或教室使用，并且由一条南北向的线性轴箱街道相联 系。万万树此概念相当于在自成一体的小型社区中 居住和工作目前在一个地处北京市以外 30 公里位置 的城市扩建项目中被提出，开发商为现代集团。这里为每 图 2.13 教育零能耗项目 户人家都提供了一个可直接由街道到达的家庭办公室，总 Fig.2.13 Education zero-energy project 体规划致力于建设容纳有农贸市场、餐厅、茶馆和便利商店等功能的核心商业中心，而不是照搬西方 的郊区模式创造一个依赖于较高的私家车使用程度的郊外住宅区。该中心屋顶上放置的芦苇垫层可净 化雨水，并提供给坐落于中央中国传统式鱼塘，使一些高级住所的住户可以在自家的阳台上就能垂钓 到晚餐。 较大的户型适合两代人共同居住，年轻夫妇在地下室有相对独立、设施完备的居室，一层布局灵 活的卧室可供老人居住，主卧室设在二层。多种不同的户型，从堆叠式的复式住宅到联排公寓和独栋 别