零碳建筑技术概论

本书立足于建筑运行阶段的碳减排技术和设计方法，以如何设计零碳建筑为思路构建结构体系，系统讲述了建筑碳减排的发展、建筑碳排放的核算方法、建筑能耗动态模拟方法、建筑围护结构及构造等被动式减排技术，以及太阳能、地热能、海洋能、热泵技术、蒸发冷却技术、储能技术和可再生水源节能利用技术等主动式减碳技术，介绍了可以提高建筑运行管理水平的建筑物联网监控技术，最后以工程案例的方式介绍了减少能源需求的被动式建筑技术和多能互补的能源利用技术。本书适度融入了课程思政元素，内容突出前沿性，同时强调实用性。章后设有思考题和二维码形式客观题（扫码可在线做题），部分图通过扫描二维码可看彩图，方便读者学习。 本书可作为高等院校建筑环境与能源应用工程、土木工程、给排水科学与工程等专业的教材，也可供建筑设计和建筑咨询等从业者参考。 本书配有PPT电子课件和章后习题参考答案，免费提供给选用本书作为教材的授课教师。需要者请登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com）注册后下载。

高等院校教师

前言 第1章绪论1 11为什么要设计零碳建筑1 12零碳建筑的基本概念2 13零碳建筑的发展3 14零碳建筑的技术措施5 思考题10 二维码形式客观题10 参考文献10 第2章建筑碳排放核算方法12 21建筑碳排放基本概念及核算边界12 211碳排放基本概念12 212碳排放核算边界15 22建筑碳排放核算的方法及工具15 221排放因子法15 222生命周期评价法18 223投入产出法24 思考题27 二维码形式客观题27 参考文献28 第3章零碳建筑被动式技术29 31建筑围护结构节能技术29 311围护结构保温隔热技术31 312建筑遮阳技术43 32天然采光环境营造技术46 321天然光环境的评价方法46 322天然采光与建筑构造47 323天然采光在建筑中的应用51 324天然采光与照明节能技术53 33自然通风热湿环境营造技术55 331建筑与自然通风55 332自然通风技术原理与建筑构造57 思考题62 二维码形式客观题62 参考文献62 第4章太阳能利用技术64 41太阳能光伏发电技术64 411太阳电池64 412离网光伏发电系统65 413并网光伏发电系统68 414太阳能光伏建筑一体化技术70 415光伏发电系统运行维护与故障排除71 42太阳能热利用技术72 421太阳能热水系统72 422太阳能供暖系统76 423太阳能制冷系统78 43太阳能光伏光热复合技术80 思考题81 二维码形式客观题81 参考文献81 第5章地热能开发利用技术83 51浅层地热能供暖（制冷）系统84 511水源热泵供暖（制冷）系统84 512土壤源热泵供暖（制冷）系统88 52中深层地热能供暖技术100 521地热水供暖系统100 522深井地埋管换热器供暖系统104 523复合地热井式深井地埋管换热器供暖系统107 思考题108 二维码形式客观题109 参考文献109 第6章海洋能利用技术111 61沿海零碳建筑营造概述111 611海洋能源的应用潜力111 612建筑中海洋能源的应用111 613海洋机械能应用技术112 62海洋热能应用技术114 621海洋温差能应用114 622海水源热泵技术114 623海水换热器116 624海水源热泵系统应用实例120 思考题120 二维码形式客观题121 参考文献121 第7章蒸发冷却及溶液除湿空调 技术125 71蒸发冷却及溶液除湿空调技术在 零碳建筑中的应用概述125 72蒸发冷却设备125 721直接蒸发冷却设备126 722间接蒸发冷却设备126 723露点式蒸发冷却设备128 73蒸发冷却空调系统130 731单级直接蒸发冷却空调系统130 732多级蒸发冷却空调系统130 733蒸发冷却与机械制冷复合空调系统132 74溶液除湿器133 741绝热型溶液除湿器133 742内冷型溶液除湿器133 75溶液除湿辅助的空调系统134 76蒸发冷却及溶液除湿空调系统在建筑中的应用135 761蒸发冷却空调系统在建筑中的应用135 762溶液除湿空调系统在建筑中的应用135 763蒸发冷却及溶液除湿复合空调系统在建筑中的应用137 思考题140 二维码形式客观题141 参考文献141 零碳建筑技术概论目录第8章可再生水源利用技术144 81建筑中水利用技术145 811建筑中水系统的分类和组成145 812建筑中水系统的原水收集146 813建筑中水系统的供水水质150 814建筑中水处理工艺流程与设施150 82雨水收集利用技术156 821海绵城市建设理念与低影响开发雨水系统156 822建筑小区的雨水收集利用158 823绿色屋顶161 824屋面雨水贮存设施165 思考题167 二维码形式客观题168 参考文献168 第9章建筑储能技术169 91储热技术169 911显热储能169 912相变储能170 913热化学储能173 92储电技术174 921电化学储能174 922物理储能176 93储能技术在建筑中的应用概述180 931相变储能在建筑材料中的应用180 932储热技术在供暖空调中的应用183 933储热技术在建筑太阳能利用中的 应用185 934储能技术在可再生能源微电网中的应用189 思考题191 二维码形式客观题191 参考文献192 第10章建筑物联网技术193 101能源物联网系统的总体设计方案193 1011系统感知层193 1012系统网络层194 1013系统应用层195 102系统感知层设计196 1021建筑冷热源及输配系统监控设计196 1022露点送风（舒适性）空调系统监控设计199 1023分布式电力系统监测设计201 103基于Niagara的系统网络层设计201 1031基于Niagara的系统网络总体框架201 1032Niagara平台与HVAC系统感知层的通信202 1033云端服务器与本地客户端的通信205 104基于Niagara的HVAC系统应用平台开发206 1041平台监控界面的设计206 1042历史数据查看系统209 1043报警数据管理系统209 思考题210 二维码形式客观题210 参考文献210 第11章空气源热泵利用技术211 111空气源热泵技术概述211 1111空气源热泵系统的形式与发展220 1112空气源热泵系统的特性224 112空气源热泵供暖空调225 1121基于空气源热泵的高效供暖空调系统226 1122空气源热泵地板辐射供暖229 1123空气源热泵辐射空调系统237 113空气源热泵热水装置247 1131空气源热泵热水装置的运行原理及工作模式248 1132空气源热泵热水装置的类型及特点252 1133空气源热泵热水器性能测试及评价258 1134太阳能辅助空气源热泵热水系统运行性能评价263 思考题269 二维码形式客观题270 参考文献270 第12章零碳建筑设计方法273 121基于计算机动态能耗模拟的零碳建筑设计方法273 122建筑能耗模拟计算机软件对比与分析274 1221TRNSYS275 1222DOE2280 1223ESPr281 1224IES VE282 1225DeST282 1226EnergyPlus284 1227eQuest287 1228Tas288 1229哪一个最好290 123建筑能耗动态模拟291 1231建立建筑能耗动态模拟模型292 1232模型的运行与结果分析293 124建筑性能化设计步骤295 1241零碳建筑设计的流程295 1242降低建筑物本体能源需求的优化295 1243高能效冷热源设备的选择297 1244高能效照明设备的选择297 1245高能效动力设备的选择297 1246可再生能源的综合利用298 思考题298 二维码形式客观题298 参考文献299 第13章典型零碳建筑案例300 131天友零舍300 1311建筑概况300 1312围护结构性能提升301 1313主动式技术措施应用315 1314可再生能源利用319 1315建筑能耗模拟与优化322 132中德天津大邱庄生态城门户展示公园展厅项目323 1321建筑概况323 1322被动式技术措施应用324 1323主动式技术措施应用331 1324太阳能光伏发电规模332 1325能耗模拟332 参考文献334 附录335 附录A我国主要城市的建筑热工设计分区335 附录B围护结构热工性能335 附录C建筑外窗（包括透光幕墙）热工 性能参数344