《零能耗建築：新型太陽能設計》針對人們對零能耗和零碳建築的關注，闡釋了如何在建築設計中最大程度地利用太陽能和風等可再生能源，打造真正意義上的太陽能建築。全書分為五個章節，分別從“培養生態理念 促進生態遠景”、“被動式設計優先”、“定義一種‘足夠的’行為準則”、“套用反應度靈敏的表皮”和“生態審美表達”五個角度來論證如何在建築設計中實現零能耗和零碳排放，並在每個章節下選取兩個獲獎建築項目例證論點。每個項目分析中都包括設計意圖、氣候和場地分析、採光和熱設計介紹、能源系統設計以及對下一代的思考等內容，並附有平面圖、剖面圖等圖紙，以及風研究、日徑實例研究和氣象研究數據，而且在項目最後總結了設計概況的各項數據，方便人們參考、借鑑和研究。
基本介紹
- 書名：零能耗建築:新型太陽能設計
- 作者：瑪麗·古佐夫斯基 (Mary Guzowski)
- 類型：科技
- 出版日期：2014年1月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787560983004
- 外文名：Towards Zero Energy Architectur New Solar Design
- 譯者：史津
- 出版社：華中科技大學出版社
- 頁數：200頁
- 開本：16
- 品牌：華中科技大學出版社
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,序言,
基本介紹
內容簡介
如今，為應對全球變暖和氣候變化的嚴峻挑戰，建築師必須再次考慮太陽的作用，而且要比以往更加嚴肅、認真地對待太陽的作用。《零能耗建築——新型太陽能設計》是設計行業迫切需要的一種呼聲，它重新定義了“什麼是建築”，有助緩解人類面對的生態問題。這本書探討了新型太陽能建築設計的理論、實踐和原則，有助促成傑出的設計和低能耗建築。太陽能建築不僅僅是被動式策略、科技系統和生態工程的總和。由太陽塑造的建築能對氣候、場地做出反應，而且受環境因素影響的建築形式也具有審美效果。為了證明這一觀點，作者分析了全球範圍內十個獲獎建築，重點講解了設計策略的細節、當地氣候影響以及陽光和風力的季節性變化的重要性。她還進一步表明新科技可以使建築師實現更高的性能標準，同時也能與周圍環境景觀協調一致。這一建築策略不僅對建築行業非常重要，在我們日常生活中也為我們提供了一種整合持續化的關鍵方法。
作者簡介
瑪麗·古佐夫斯基是明尼蘇達大學建築學院的副教授。她從事採光、太陽能建築和生態設計方面的教學與研究工作，已出版的著作包括《可持續設計的採光》。她近期的研究集中在太陽能建築以及碳中和設計在審美和生態方面的創新。
圖書目錄
引言
第一章：培養生態理念促進生態願景
第一所LivingHome預製房屋模型/美國，加利福尼亞，聖莫尼卡
/雷·卡皮建築師事務所與LivingHomes公司
金斯潘住宅/英國，哈福德郡，沃特福德，英國建築
研究院有限公司（BRE）創新園
/謝潑德·羅布森建築設計公司，艾倫·希格勒和馬丁·羅斯
第二章：被動式設計優先
施里堡太陽能小區/德國，弗萊堡
/羅爾夫·迪希建築師事務所
奧爾多·利奧波德遺產中心/美國，威斯康辛州，巴拉布市
/庫巴拉·沃沙特卡建築師事務所
第三章：定義一種“足夠的”行為準則
蒂姆和卡倫·希克森（政府峽谷）遊客中心
/美國，德克薩斯州，赫洛茨/Lake︱Flato建築師事務所
SOLTAG節能示範住宅/丹麥，豪斯荷姆（為北歐設計的住宅原型）/尼爾森和
盧堡及其合伙人、Cenergia能源諮詢公司、KubenByfornyelse丹麥有限公司
及威盧克斯丹麥公司
第四章：套用反應度靈敏的表皮
洛扎克房屋/澳大利亞，北部地區，班奈特湖
/特魯坡建築師事務所，艾德里安·沃克
2015年住宅原型——德國製造/德國，達姆施塔特
/德國，達姆施塔特工業大學，太陽能十項全能團隊
第五章：生態審美表達
施泰因胡德海上娛樂設施/德國，施泰因胡德
/RSA建築師事務所和阿基米德有限責任公司
中意環境節能樓/中國，北京，清華大學/MCA建築師事務所
鳴謝
第一章：培養生態理念促進生態願景
第一所LivingHome預製房屋模型/美國，加利福尼亞，聖莫尼卡
/雷·卡皮建築師事務所與LivingHomes公司
金斯潘住宅/英國，哈福德郡，沃特福德，英國建築
研究院有限公司（BRE）創新園
/謝潑德·羅布森建築設計公司，艾倫·希格勒和馬丁·羅斯
第二章：被動式設計優先
施里堡太陽能小區/德國，弗萊堡
/羅爾夫·迪希建築師事務所
奧爾多·利奧波德遺產中心/美國，威斯康辛州，巴拉布市
/庫巴拉·沃沙特卡建築師事務所
第三章：定義一種“足夠的”行為準則
蒂姆和卡倫·希克森（政府峽谷）遊客中心
/美國，德克薩斯州，赫洛茨/Lake︱Flato建築師事務所
SOLTAG節能示範住宅/丹麥，豪斯荷姆（為北歐設計的住宅原型）/尼爾森和
盧堡及其合伙人、Cenergia能源諮詢公司、KubenByfornyelse丹麥有限公司
及威盧克斯丹麥公司
第四章：套用反應度靈敏的表皮
洛扎克房屋/澳大利亞，北部地區，班奈特湖
/特魯坡建築師事務所，艾德里安·沃克
2015年住宅原型——德國製造/德國，達姆施塔特
/德國，達姆施塔特工業大學，太陽能十項全能團隊
第五章：生態審美表達
施泰因胡德海上娛樂設施/德國，施泰因胡德
/RSA建築師事務所和阿基米德有限責任公司
中意環境節能樓/中國，北京，清華大學/MCA建築師事務所
鳴謝
序言
季復一季，年復一年，千百年過去，人類在不斷地適應著晝夜更替、日出日落所帶來的光明與黑暗的循環。我們想方設法駕馭太陽和風的力量，這些力量塑造了我們的居住環境。人類的祖先用簡單而巧妙的策略創造出住宅、社區、公共場所、村莊甚至更為複雜的太陽能城市。太陽能與風能影響了建築設計的各個方面，囊括了從建築形式到平面、剖面、材料和細部的設計。我們一直依賴太陽能和風能來應對季節性的對於照明、取暖和製冷的需求，在世界的不同地區、不同氣候條件下生存著。
直至20 世紀中葉，隨著公路的大量建設、化石燃料的廣泛套用以及機械製造業的發展，資源消耗呈指數增長，污染物和廢棄物大量產生，我們的生活越來越遠離了自然世界。為應對這一嚴峻形勢，來自世界各地的建築師和設計師們加入到了一場運動當中，這是一場以緩解全球氣候變暖以及氣候變化為目的的建築創作運動。零能耗建築同碳中和建築的出現已成為人們關注的焦點，儘管低能耗設計和低碳設計往往更容易實現。
真正以太陽能和風能為能源的建築物，不僅僅是被動式太陽能設計、技術系統和生態工程技術的總和，這種利用太陽能和風能的建築物還通過揭示可再生能源對我們的生活方式的改變，提升了社會價值和生態價值。同樣重要的是，它們還通過建立場所同區域的關係來提高審美價值，這些關係都基於這些力量賦形與詩意的屬性。新型太陽能建築的剖面很薄，這樣它能夠儘可能有效地利用光照和氣流；建築運用一種因地制宜的生態圍護結構，這樣還能減少直至最終消除人類對化石燃料的依賴，從而消耗無碳基能源或者不消耗能源而僅依靠可再生能源來使我們的生活運轉起來。
首先，一座真正意義上以太陽能和風能為能源的建築是美觀的建築，是能夠促進健康生活的建築，並且同當地地域環境及生態系統相聯繫。正如建築師西蒙·范·迪·瑞恩(Sim Van der Ryn)在他的《為生活而設計》中所言：“建築就是一個‘重新的記憶組合’—把人們集體的夢境重新放回到一起……建築應該是講述一個當地人和場所的故事，是一種理解我們身處自然界的途徑。”這種新一代的建築利用太陽能和風能不僅解決了能源和資源的消耗問題，而且喚醒或“重新組合”我們同大自然之間的生態關係，並體現出建築的生態審美感。
對於零能耗和零碳建築的關注持續增長，正促使一場演變的發生，這場演變是指在設計過程、策略和方案中產生的。這一變化的證據在最近的立法中可見，如修訂綠色環保標準和準則、新型的評定手段，而且設計公司正在努力了解更多有關這些方面的問題。大量的相關項目現在正處在開發階段，使我們看到了零能耗建築發展的希望。在未來幾年裡將有更多的範例出現，幫助設計師了解建築面臨的機遇和挑戰，即如何減少或者消除化石燃料的消耗和溫室氣體的排放。
書中介紹了十個由幾家公司設計完成的建築工程項目，這些項目引領了一條通往嶄新的、可持續發展的未來之路。這些項目的規模、位置和範圍各不相同，可以被用作試點來研究零能耗建築。在某種程度上說，這只是通過實驗性的努力來探索在減少或消除我們依賴化石燃料這一問題上太陽能和風能所起到的作用。對案例的研究表明，實現低能耗和零能耗建築沒有唯一的方法。就如同形式、審美和表現力的不同，每一個建築師和設計公司所制定的策略也不同。然而，所有項目的共同點是，這些設計團隊都做出承諾要以最大的可能來獲取陽光、風和其他可再生能源，來滿足建築物供熱、照明和製冷的需求。在這些建築表達方式的範圍中，我們找到了太陽能設計的方式，這個方式集合了以前的被動式設計和技術最先進水平的適應氣候式的設計，並且在高性能、敏感度強的建築圍護結構上採取了創新的方法。在研究太陽能和氣候參數的同時，我們發現了似乎無限的形式、風格以及富於表現力的設計機遇。
這些開創性的研究工作主要集中在五大方面。首先，這些項目開啟了變革，項目努力超越日漸完善的能源法規，用深層次的生態解決方式代替對設計難題的簡單回響。其次，這些項目建立在對當地環境和氣候充分了解的基礎上。實施修建工作除了要充分了解當地環境力量外，還要了解周邊的景觀環境。作為降低能源消耗的重要手段，被動式策略同可再生能源利用技術雙管齊下，這樣一來可以對不同地區太陽和風作用的晝夜性和季節性的變化加以利用。第三，這些項目的規模和範圍都趨向於適度。建築師排除過度的部分，尋找多層次的途徑追求高效的生態效益。這些項目都希望找到少廢多用的方法而無需在設計的完整性上妥協。
第四，項目關注於外圍護結構的設計。作為創造一種敏感建築表皮的手段，建築表皮要能增強建築的性能、生態回響，並同當地的環境有機結合。最後一點也是最重要的一點，這些項目都是美觀的。這表明，建築的優秀性同樣反映在其生態性能上。這五個大的方面通過具有思想性的簡明方法引導我們，而建築師們也在這些方面探索新式的太陽能建築，並在設計中將生態效應與外形美觀的設計結合起來。
每個案例研究包括設計意圖的總體概述、氣候和場地的套用、採光和熱設計、能源系統、關於下一代可持續設計的思考及實踐經驗、對設計策略的總結和簡述等內容。太陽能技術的基本分析以每一個案例的研究數據為支撐，利用Ecotect 太陽能工具軟體，將所在地域範圍內太陽能晝夜性和季節性的變化狀態製作成圖表。太陽能研究還涵蓋了二至點以及二分點（12 月21 日、3 月/9 月21 日以及6 月21 日）在上午9 點、正午和下午3點的關鍵點數據。此外，每個案例研究都包括了氣候數據的總結，這些數據是利用Ecotect 天氣工具軟體獲得的（使用來自美國能源部的Energy-Plus天氣數據）。該軟體提供季節平均值的總體介紹，包括溫度、相對濕度、太陽輻射、風速以及主導風向。列舉太陽能研究案例和氣候數據統計的目的，是想向讀者提供當地背景及生態氣候條件的綜合情況，這些因素都影響著建築設計，使其不只是為了設計而設計或者為了工程目的而設計。
下面的案例研究可能會在更廣泛理解太陽能和風能影響下一代可持續建築的潛力方面起到一定的啟發作用。在案例中提到的先驅建築師和他們的項目揭示了我們當下面臨的需要用新型太陽能建築來應對生態挑戰的設計趨勢。同時我們也意識到，建築在愉悅我們感官的同時，也同樣能夠啟發我們，減少對我們所居住的美麗地球的破壞。
直至20 世紀中葉，隨著公路的大量建設、化石燃料的廣泛套用以及機械製造業的發展，資源消耗呈指數增長，污染物和廢棄物大量產生，我們的生活越來越遠離了自然世界。為應對這一嚴峻形勢，來自世界各地的建築師和設計師們加入到了一場運動當中，這是一場以緩解全球氣候變暖以及氣候變化為目的的建築創作運動。零能耗建築同碳中和建築的出現已成為人們關注的焦點，儘管低能耗設計和低碳設計往往更容易實現。
真正以太陽能和風能為能源的建築物，不僅僅是被動式太陽能設計、技術系統和生態工程技術的總和，這種利用太陽能和風能的建築物還通過揭示可再生能源對我們的生活方式的改變，提升了社會價值和生態價值。同樣重要的是，它們還通過建立場所同區域的關係來提高審美價值，這些關係都基於這些力量賦形與詩意的屬性。新型太陽能建築的剖面很薄，這樣它能夠儘可能有效地利用光照和氣流；建築運用一種因地制宜的生態圍護結構，這樣還能減少直至最終消除人類對化石燃料的依賴，從而消耗無碳基能源或者不消耗能源而僅依靠可再生能源來使我們的生活運轉起來。
首先，一座真正意義上以太陽能和風能為能源的建築是美觀的建築，是能夠促進健康生活的建築，並且同當地地域環境及生態系統相聯繫。正如建築師西蒙·范·迪·瑞恩(Sim Van der Ryn)在他的《為生活而設計》中所言：“建築就是一個‘重新的記憶組合’—把人們集體的夢境重新放回到一起……建築應該是講述一個當地人和場所的故事，是一種理解我們身處自然界的途徑。”這種新一代的建築利用太陽能和風能不僅解決了能源和資源的消耗問題，而且喚醒或“重新組合”我們同大自然之間的生態關係，並體現出建築的生態審美感。
對於零能耗和零碳建築的關注持續增長，正促使一場演變的發生，這場演變是指在設計過程、策略和方案中產生的。這一變化的證據在最近的立法中可見，如修訂綠色環保標準和準則、新型的評定手段，而且設計公司正在努力了解更多有關這些方面的問題。大量的相關項目現在正處在開發階段，使我們看到了零能耗建築發展的希望。在未來幾年裡將有更多的範例出現，幫助設計師了解建築面臨的機遇和挑戰，即如何減少或者消除化石燃料的消耗和溫室氣體的排放。
書中介紹了十個由幾家公司設計完成的建築工程項目，這些項目引領了一條通往嶄新的、可持續發展的未來之路。這些項目的規模、位置和範圍各不相同，可以被用作試點來研究零能耗建築。在某種程度上說，這只是通過實驗性的努力來探索在減少或消除我們依賴化石燃料這一問題上太陽能和風能所起到的作用。對案例的研究表明，實現低能耗和零能耗建築沒有唯一的方法。就如同形式、審美和表現力的不同，每一個建築師和設計公司所制定的策略也不同。然而，所有項目的共同點是，這些設計團隊都做出承諾要以最大的可能來獲取陽光、風和其他可再生能源，來滿足建築物供熱、照明和製冷的需求。在這些建築表達方式的範圍中，我們找到了太陽能設計的方式，這個方式集合了以前的被動式設計和技術最先進水平的適應氣候式的設計，並且在高性能、敏感度強的建築圍護結構上採取了創新的方法。在研究太陽能和氣候參數的同時，我們發現了似乎無限的形式、風格以及富於表現力的設計機遇。
這些開創性的研究工作主要集中在五大方面。首先，這些項目開啟了變革，項目努力超越日漸完善的能源法規，用深層次的生態解決方式代替對設計難題的簡單回響。其次，這些項目建立在對當地環境和氣候充分了解的基礎上。實施修建工作除了要充分了解當地環境力量外，還要了解周邊的景觀環境。作為降低能源消耗的重要手段，被動式策略同可再生能源利用技術雙管齊下，這樣一來可以對不同地區太陽和風作用的晝夜性和季節性的變化加以利用。第三，這些項目的規模和範圍都趨向於適度。建築師排除過度的部分，尋找多層次的途徑追求高效的生態效益。這些項目都希望找到少廢多用的方法而無需在設計的完整性上妥協。
第四，項目關注於外圍護結構的設計。作為創造一種敏感建築表皮的手段，建築表皮要能增強建築的性能、生態回響，並同當地的環境有機結合。最後一點也是最重要的一點，這些項目都是美觀的。這表明，建築的優秀性同樣反映在其生態性能上。這五個大的方面通過具有思想性的簡明方法引導我們，而建築師們也在這些方面探索新式的太陽能建築，並在設計中將生態效應與外形美觀的設計結合起來。
每個案例研究包括設計意圖的總體概述、氣候和場地的套用、採光和熱設計、能源系統、關於下一代可持續設計的思考及實踐經驗、對設計策略的總結和簡述等內容。太陽能技術的基本分析以每一個案例的研究數據為支撐，利用Ecotect 太陽能工具軟體，將所在地域範圍內太陽能晝夜性和季節性的變化狀態製作成圖表。太陽能研究還涵蓋了二至點以及二分點（12 月21 日、3 月/9 月21 日以及6 月21 日）在上午9 點、正午和下午3點的關鍵點數據。此外，每個案例研究都包括了氣候數據的總結，這些數據是利用Ecotect 天氣工具軟體獲得的（使用來自美國能源部的Energy-Plus天氣數據）。該軟體提供季節平均值的總體介紹，包括溫度、相對濕度、太陽輻射、風速以及主導風向。列舉太陽能研究案例和氣候數據統計的目的，是想向讀者提供當地背景及生態氣候條件的綜合情況，這些因素都影響著建築設計，使其不只是為了設計而設計或者為了工程目的而設計。
下面的案例研究可能會在更廣泛理解太陽能和風能影響下一代可持續建築的潛力方面起到一定的啟發作用。在案例中提到的先驅建築師和他們的項目揭示了我們當下面臨的需要用新型太陽能建築來應對生態挑戰的設計趨勢。同時我們也意識到，建築在愉悅我們感官的同時，也同樣能夠啟發我們，減少對我們所居住的美麗地球的破壞。
