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第1章 概论 1

1.1 零能耗建筑的发展 1

1.1.1 零能耗建筑的概念 2

1.1.2 智能零能耗建筑的设计和建模问题 3

1.2 本书的内容 4

参考文献 6

第2章 作为集成能源系统的零能耗建筑的建模与设计 7

2.1 简介 7

2.1.1 被动式设计、能源效率、热动态性和舒适性 8

2.1.2 详细的频域墙体模型及传递函数 13

2.1.3 z传递函数法 16

2.1.4 详细的区域模型和建筑物传递函数 20

2.1.5 建筑物暂态响应分析 26

2.2 集成在零能耗建筑中的可再生能源产生系统／技术 27

2.2.1 作为零能耗建筑使能技术的BIPV 28

2.2.2 太阳能热系统 36

2.2.3 主动式DITES和板／辐射供暖／供冷系统 44

2.2.4 热泵系统——零能耗建筑中有前途的技术 50

2.2.5 零能耗建筑的CHP 52

参考文献 53

第3章 零能耗建筑中的舒适性考虑：理论与设计 60

3.1 简介 60

3.2 热舒适性 61

3.2.1 零能耗建筑中明确的热舒适目标 61

3.2.2 热舒适性原理 62

3.2.3 建筑热不舒适的长期评价 70

3.3 采光和视觉舒适 73

3.3.1 简介 73

3.3.2 适应亮度 75

3.3.3 基于照度的性能指标 75

3.3.4 基于亮度的性能指标 76

3.3.5 自然采光和用户行为 77

3.4 声学舒适 78

3.5 室内空气品质 79

3.6 小结 80

参考文献 80

第4章 零能耗建筑的设计过程与工具 86

4.1 简介 86

4.2 在零能耗建筑设计过程中集成建模工具 87

4.2.1 简介 87

4.2.2 实现零能耗建筑阶段的概述 87

4.2.3 工具 89

4.2.4 概念设计 90

4.2.5 深化设计 96

4.2.6 技术设计 100

4.2.7 集成设计过程和项目实施方法 104

4.2.8 本节小结 106

4.3 零能耗建筑设计工具、建模精确性和设计方法 106

4.3.1 简介 106

4.3.2 模型的精度 107

4.3.3 对于特定的建筑物系统和建筑物特性的模型精度 113

4.3.4 设计中使用的工具 127

4.3.5 未来的需求和结论 133

4.4 小结 134

参考文献 135

第5章 零能耗建筑的建筑性能优化 143

5.1 简介 143

5.1.1 什么是BPO 144

5.1.2 零能耗建筑设计中BPO的重要性 144

5.2 优化基础 146

5.2.1 BPO目标（单目标和多目标函数） 146

5.2.2 优化问题的定义 147

5.2.3 适用于BPS的优化算法回顾 148

5.2.4 BPS中优化算法的集成 150

5.2.5 BPO专家采访 151

5.3 优化的应用：成本最优和近零能耗建筑 153

5.3.1 简介 153

5.3.2 案例研究：芬兰的单户住宅 154

5.3.3 本节小结 155

5.3.4 案例研究的最后思考 158

5.4 优化的应用：一个舒适的零能耗住宅 159

5.4.1 建筑模型的描述 159

5.4.2 优化问题所采用的方法和陈述 160

5.4.3 结果讨论 162

5.4.4 最后考虑 165

5.5 小结 165

参考文献 166

第6章 负荷匹配、电网交互和先进控制 170

6.1 简介 170

6.1.1 在每年能源平衡之外的考虑因素 170

6.1.2 有关LMGI的问题 170

6.2 LMGI表示器 175

6.2.1 简介 175

6.2.2 指示器分类 177

6.3 预测控制和负荷管理的策略 180

6.3.1 能源存储设备 180

6.3.2 建筑物预测控制 181

6.4 控制用模型的开发 186

6.4.1 建筑物部件：热传导 186

6.4.2 整体建筑的热模型 187

6.4.3 线性模型 187

6.5 小结 193

参考文献 194

第7章 零能耗建筑案例研究 199

7.1 简介 199

7.2 ？coTerra 200

7.2.1 ？coTerra的描述 201

7.2.2 设计过程 208

7.2.3 测试性能 212

7.2.4 再设计研究 215

7.2.5 结论和收获 220

7.3 Leaf House 222

7.3.1 Leaf House的主要特征 222

7.3.2 设计过程描述 225

7.3.3 建筑物设计的目的 225

7.3.4 热力站描述 226

7.3.5 监视数据 229

7.3.6 所使用模型的特点与局限 231

7.3.7 模型校验 232

7.3.8 再设计 236

7.3.9 结论和收获 238

7.4 NREL RSF 239

7.4.1 RSF介绍 240

7.4.2 关键的项目设计特征 241

7.4.3 设计原型概述 253

7.4.4 供选择的设计和操作 263

7.4.5 结论 264

7.5 ENERPOS 265

7.5.1 自然通风和吊扇 267

7.5.2 遮阳与采光 267

7.5.3 小气候措施 267

7.5.4 材料 267

7.5.5 人机工程学与室内设计 268

7.5.6 能源效率 268

7.5.7 可再生能源技术的整合 269

7.5.8 设计过程描述 270

7.5.9 监测系统 273

7.5.10 监测数据 273

7.5.11 ENERPOS测量模型预测的比较 273

7.5.12 热舒适性实验研究 278

7.5.13 学到的在热带气候下零能耗建筑将来设计的经验 280

7.6 小结 281

致谢 282

参考文献 283

第8章 结论、研究需求和未来工作 288

8.1 零能耗建筑建模、设计和仿真 288

8.2 未来方向与研究需求 289

附录 缩略语 291