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1.内容提要 本书从宏观层面对国内外零能耗建筑状况和发展脉络进行了梳理，从微观层面对零能耗居住建筑的优化设计方法进行了具体的研究和探索，全面具体地分析和呈现了针对零能耗建筑这一建筑新模式的起源、发展、概念界定及优化技术等相关理论与方法，这对于统计和分析零能耗建筑具有重要的文献价值，为我国建设绿色生态城市及改善人居环境提供了一定的参考价值。 本书可供建筑学专业方面的研究者、从事城市建设及能源研究的人员和相关机构，以及对此方面感兴趣的读者阅读参考。 2.目录 1绪论1 1.1研究背景与目的1 1.1.1研究背景1 1.1.2研究目的4 1.2国内外研究现状及发展动态4 1.2.1ZEB建筑相关研究4 1.2.2ZEB建筑优化研究14 1.2.3ZEB建筑能量分析理论与方法20 1.2.4ZEB建筑评价模式理论与方法21 1.2.5多目标优化理论与方法24 1.2.6总结27 1.3研究内容27 1.4研究方法和技术路线29 1.4.1研究方法29 1.4.2技术路线30 1.5创新点31 2典型房理论模型构建研究32 2.1基于相似理论的典型房理论模型构建32 2.1.1相似理论32 2.1.2基于相似理论的简化模型构建34 2.2原型基本边界条件统计与分析35 2.2.1典型户型几何模型的选取35 2.2.2典型户型围护结构的选取39 2.2.3用能方式43 2.3基于相似理论简化模型的构建与应用45 2.3.1物理边界条件45 2.3.2“九宫格”分析方法46 2.3.3典型相似模型建立47 2.3.4相似度分析50 2.4简化模型的独户与集合式各类模式的能耗关系53 2.5本章小结55 3零能耗建筑实现技术途径与运行模式研究58 3.1ZEB建筑实现技术途径研究58 3.1.1ZEB建筑与一般节能建筑的区别59 3.1.2高能效建筑62 3.1.3国内外建筑节能策略差异63 3.2基于能量平衡的ZEB建筑运行模式69 3.2.1nZEB建筑理论模型构建69 3.2.2NZEB建筑理论模型构建71 3.2.3AZEB建筑理论模型构建73 3.3本章小结73 4寿命期能量与成本数学模型构建研究75 4.1基于寿命期节能量的分析理论与评价75 4.1.1基本原理76 4.1.2基于分析模式下的LCE方法模型建构77 4.1.3寿命期节能量分析基本数学理论模型构建80 4.2基于寿命期节能收益成本的LCC分析理论81 4.2.1基本原理81 4.2.2基于能量分析的LCC理论模型建构82 4.2.3ELCC基本数学模型84 4.3基于典型房ZEB实现途径的能量与成本分析数据库构建84 4.3.1ELCE数据统计分析84 4.3.2ELCC数据统计分析97 4.3.3能量与成本数学模型分析数据库102 4.4本章小结104 5多目标优化设计研究106 5.1多目标优化的设计原理106 5.2基于寿命期能耗与成本的ZEB多目标优化模型构建110 5.2.1基于实值编码的NSGAⅡ理论模型构建110 5.2.2基于寿命期能耗平衡的目标函数理论模型115 5.2.3基于寿命期节能收益成本的多目标理论模型的构建115 5.2.4关于变量取法问题116 5.3基于典型房ZEB建筑实现途径的多目标优化研究116 5.3.1基于典型房的能量平衡目标子函数构建116 5.3.2基于典型房的成本目标子函数构建118 5.3.3各工况模式的多目标优化主函数模型构建119 5.4优化结果讨论120 5.4.1方法有效性验证120 5.4.2优化结果取值121 5.4.3最优方案的选取与解的应用124 5.5本章小结125 6零能耗建筑评价技术研究127 6.1ZEB评价体系概述127 6.1.1国内外评价体系研究127 6.1.2评价方法的确定128 6.2评价方法模型的建立129 6.2.1熵权法理论模型129 6.2.2灰色关联度方法的理论模型130 6.2.3综合评价应用工作框架134 6.3ZEB建筑能源供耗系统多目标优化方案的评价优选研究134 6.3.1基于Pareto空间特征解分析的改进熵权评价法135 6.3.2基于典型房的Pareto空间特征解的分析135 6.3.3综合特征值的改进熵权评价136 6.3.4结果总结与验证138 6.4本章小结139 7零能耗太阳能居住建筑实验室建设研究141 7.1实验室综合能源系统设计141 7.1.1ZEB实验室建设概述141 7.1.2多目标优化设计141 7.1.3多能源系统设计144 7.2实验监测系统设计152 7.2.1地源热泵监测系统152 7.2.2建筑综合测控构建153 7.3实验室建造与运行156 7.4本章小结158 8总结与展望159 8.1总结159 8.2对今后研究工作的展望161 参考文献162 附录：研究数据176 附录一：户型样本调研统计表176 附录二：实际工程基本资料调研表(52栋住宅楼)186 附录三：典型户型围护结构基本仿真模拟参数设置表192 附录四：能耗对比分析表194 附录五：10类户型能耗值(kWh)195 附录六：3单元4层能耗值(kWh)196 附录七：围护结构选型与能耗数据表197 附录八：住宅区用电量统计表198 附录九：基于实值编码的NSGAⅡ多目标优化求解Pareto解集(迭代100,种群50)199 附录十：基本设备耗电量核算206 附录十一：实验房多目标优化结果数据207 附录十二：Equest仿真模拟209 附录十三：PVsyst 模拟实验室发电量表214 附录十四：相变储能材料使用前后测温记录215 致谢241 |
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