基于零能耗可行性分析下的城市住宅模型研究——以天津市为例

摘要

当今，能源消费增长迅速然而常规化石能源有限，由此导致的能源危机成为制约世界发展的重要因素。为应对能源危机，世界各国纷纷提出节能、提高能源利用率及增加可再生能源在能源市场中的比例等应对措施。在如此严峻的形式下，零能耗建筑应运而生。目前，世界各国对零能耗建筑进行了较为深入的研究，在法规政策、建筑设计、建筑技术及可再生能源等方面有了较多的研究及成果；但是在我国，针对零能耗建筑的研究才刚刚起步，成果较少且存在诸多问题。研究零能耗建筑的潜力及规模可以促进零能耗建筑设计理论的发展，在建筑方案阶段提供一定的理论数据，十分有利于零能耗建筑甚至零能耗社区的建设及发展。
　　本论文首先基于零能耗建筑的概念，对零能耗城市住宅提出设计原则，并基于该原则，从建筑规划、单体建筑的角度对零能耗城市住宅提出优化设计策略，且基于对天津市可再生能源分布及其在建筑中的应用现状的了解分析，对零能耗城市住宅提出可再生能源技术的适当建议。
　　其次，通过对天津市5个居住小区进行调研，选取天津市城市住宅基准模型，并基于上述理论基础，对天津市城市住宅基准模型提出具体的节能优化标准、策略及可再生能源应用技术建议。
　　最后，选择动态能耗模拟软件 DesignBuilder与太阳能光伏发电系统仿真模拟软件 PVsyst对节能、产能优化后的天津市城市住宅基准模型的能耗及发电量进行模拟计算，并将模拟数据进行耦合分析，得出天津市城市住宅实现零能耗的潜力巨大：6层及以下的多层住宅中完全可以实现零能耗；7~8层的多层住宅基本可以实现零能耗；9~13的小高层住宅可以实现70~80％的零能耗；高层住宅实现零能耗还有一定的困难，但是低能耗还是具有较大潜力的；此外，若是场地范围内的零能耗城市住宅，高层住宅还是有较大的实现空间。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究意义

1.3研究内容

1.4研究方法

第二章 基于零能耗的城市住宅设计及技术策略

2.1设计原则

2.2零能耗城市住宅节能优化策略

2.3可再生能源应用

2.4小结

第三章 天津市零能耗城市住宅基准模型建立

3.1基准模型的选取

3.2基准模型的节能优化策略

3.3基准模型的可再生能源技术

3.4小结

第四章 天津市城市住宅基准模型实现零能耗的潜力研究

4.1研究思路

4.2模型边界条件及模拟结果

4.3模拟结果耦合分析

4.4小结

第五章 总结

5.1主要研究成果

5.2存在不足及今后研究方向

参考文献

发表论文和科研情况说明

附录

致谢