实现净零能耗建筑 (NZEB) 的基本原则

时间:2024-04-23 08:00:04

净零能耗建筑 (NZEB) 可以定义为在现场测量时产生的能源与消耗的能源一样多的建筑。这些建筑物通过从现场或场外生产的可再生能源中获取大量能源来提供高性能。

市场上有多种设计工具和应用程序可帮助住宅和商业领域的设计师将其建筑设计为净零能耗建筑。

在美国,加利福尼亚州和纽约州更倾向于建造净零建筑,因此占美国总排放量的不到 10%

实现高效净零能耗建筑,首先要按照设计标准平衡净能耗,实现高效净零能耗建筑。

下一步是使用各种能源建模技术和工具来刺激能源消耗,以优化建筑因素,如方向、温度、湿度、整体系统效率等。

本文讨论了设计师为实现良好的净零能耗建筑设计所遵循的三个主要原则,即:

  1. 建筑围护措施

  2. 能效措施

  3. 可再生能源措施

1. NZEB 设计中的建筑围护措施

高性能建筑围护结构构成了建筑外壳的所有元素,可以对结构内的不同变量进行高级控制,例如温度、湿度、空气、噪音和能源消耗。

高性能建筑围护结构系统是集成到净零能耗建筑 (NZEB) 设计中的元素之一,其主要目标是最大限度地减少能源消耗。

建筑方向在最小化 HVAC 负载方面具有重要作用。此外,阴影/悬垂用于减少阳光直射。提供绝缘、玻璃、双层外墙等,是一些用于改进建筑围护结构和室内条件以适应位置的技术。

2. NZEB 设计中的能效措施

能源效率措施是通过为建筑物选择合适大小的系统来实施的。美国采暖、制冷和空调工程师协会 (ASHRAE) 标准 90.1 提供了设计中的安全系数和细节,以进行模拟以对设计进行建模并预测优化的能源需求。

用于优化 HVAC 负载的一些能效措施是通过使用:

  1. 高效冷水机

  2. 地板下空气分配系统

  3. 被动冷却

  4. 热电联产 (CHP)

  5. 自然通风

  6. 使用相变材料 (PCM) 应用热存储

一旦系统规划和设计完毕,下一个关键步骤就是调试这些能源管理系统。调试阶段必须确保按照业主的要求安装、校准和执行这些系统。

此调试阶段必须包括 HVAC 系统和控制、任何可再生系统,如太阳能和风能、照明和采光控制等。这些系统的成功实施可以将能源效率提高 5% 到 10%。

3. NZEB 设计中的可再生能源措施

NZEB 的设计目标是通过可再生能源生产建筑物消耗的能源。前两项措施,高性能建筑围护结构和高效技术有助于减少能源消耗。可再生能源措施比其他措施更昂贵。因此,设计者必须从前两项措施入手,优化能源消耗水平以生产可再生能源。

各种可再生能源是太阳能、风能、生物质能和地热系统。

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