中国零能耗建筑领域的发展轨迹与前沿趋势——基于CiteSpace知识图谱的定量分析与综合评述

文章采用文献计量学分析方法,通过CiteSpace知识图谱对2002—2023年发表的“中国零能耗建筑”相关文献进行筛选和分析,探讨20多年来中国零能耗建筑领域的发展现状、挑战与机遇,以及对未来的展望。研究发现,零能耗建筑的研究自2002年起逐渐增多,尤其在2018年后,随着相关政策的完善和技术标准的制定,研究数量呈现爆发式增长趋势;研究热点主要集中在节能技术与设计、性能评估与优化及建筑材料与构造优化等方面。然而,零能耗建筑的实际应用和推广仍面临挑战,研究领域的集中度较高,缺乏跨学科合作,且在不同地区的执行力度和技术实用性上存在差异。未来研究应更加注重技术创新与应用推广、经济性与政策支持,以及跨学科合作与创新,以促进零能耗建筑的广泛应用和可持续发展。

基于EMD与机器学习算法的近零能耗建筑负荷预测方法

采用皮尔逊相关系数法分析了不同特征变量与冷热负荷的相关性,确定了预测模型的输入特征变量。采用经验模态分解(EMD)对逐日冷热负荷按频分解,然后采用机器学习算法,即反向传播神经网络(BPNN)、随机森林(RF)和支持向量机(SVM),分别对不同频率的负荷量进行了训练、验证,最后重构得到了近零能耗建筑预测负荷。基于上述方法,以北京市某近零能耗居住建筑为研究对象,比较了不同算法预测结果的精确度。结果表明:采用EMD与RF算法相结合对近零能耗建筑冷热负荷的预测精确度较高。进一步采用穷举搜索法对模型初设参数进行了优化,冷热负荷预测结果精确度提高,冷负荷预测结果的决定系数R2、平均绝对百分比误差MAPE分别为0.996、1.32%,热负荷预测结果的R2、MAPE分别为0.997、0.79%。

碳中和导向下寒地近零能耗建筑形态多目标优化研究

双碳目标的大背景下,严寒地区因特殊的气候条件,碳排放问题较为突出,且寒地近零能耗建筑热工性能优化空间有限。为研究严寒地区近零能耗建筑进一步降低碳排放的可能,以及建筑参数与碳排放等性能之间的关系,以中德节能中心为例,依托Rhino+Grasshopper平台,整体考虑建筑的产能端和用能端,按建筑参数层级不同,基于RBFOpt算法分形态、立面两个阶段进行多目标优化,并利用Simlab对建筑参数进行全局敏感性分析。结果表明:在近零能耗建筑围护结构热工性能已达限值的前提下,经过多目标优化,最优方案单位面积碳排放下降了4.75%,产能消费比提高了8.2%。证明多阶段多目标优化方法对于提升严寒地区近零能耗建筑性能、降低碳排放是有效的。另外,对于建筑碳排放敏感程度较高的两个参数是面宽进深比和天窗面积比。产能消费端协同的多阶段多目标优化方法可以为严寒地区近零能耗建筑设计与优化提供一定的借鉴参考。

寒冷地区近零能耗建筑参数优化研究

针对寒冷地区近零能耗建筑的围护结构在夏季会增加室内制冷能耗的问题,提出在夏季和过渡季采用空调与自然通风系统相结合的节能方法,运用EnergyPlus软件模拟研究窗墙面积比、外窗太阳得热因数、窗户传热系数、外墙传热系数、外遮阳悬挑梁长度等5个参数对建筑能耗的影响,通过正交试验确定最优因素水平组合.研究结果显示,优化建筑与既有建筑相比,全年供暖制冷综合能耗可节约43.7%.

光伏储能系统在零能耗建筑的应用

本文从零能耗建筑角度出发,以北京地区为例,在结合实际项目用能情况的基础上,通过不同光伏组件种类、发电特性对比进行太阳能光伏组件选型分析与系统设计。结合储能装置应用属性,分析得出光伏储能系统的最佳配置方式与充、放电控制逻辑,并通过实际运行数据验证光伏储能系统在零能耗建筑应用的可行性。在提高光伏发电的自我消纳能力、光伏储能系统应用的协调性和灵活性,以及提升经济效益等方面提供了良好的案例实践,证明了光伏储能系统在华北地区有广泛的应用场景。

被动式近零能耗建筑日耗热量预测仿真

由于被动式近零能耗建筑实际日耗热量受多种因素影响、特征难提取,导致日耗热量预测难度较大。为此,提出一种基于离散稀疏函数的建筑实际日耗热量预测方法。采用离散稀疏函数计算历史建筑日耗热量数据,在不同维度层次上特征向量和稀疏参数,利用激活函数建立偏离惩罚项,明确每个热量先验信息数据与中心值间的偏离度。采用线性传递函数求得会影响实际日耗热量间的线性变化关系,建立时间序列,采用自回归算法得出时间和热量的正向变化序列,实现对日耗热量的预测。实验数据证明,所提方法日耗热量预测精准度较高,针对热负荷、冷负荷以及预测平均评价(Predicted Mean Vote, PMV)指标均实现了高效预测。

近零能耗建筑发展简述

随着城镇化的高速发展,建筑业规模不断扩大,建筑能耗在全社会总能耗中的比重也在逐年增加。作为影响环境的一个重要方面,能耗问题历来受到各国的重视。如何降低建筑能耗需求,成为城镇发展过程中不可避免的问题。主要总结了各国在低能耗建筑实践过程中的经验与成果,同时介绍了我国关于低能耗建筑的相关政策标准,讨论了近零能耗建筑在我国发展的难点并提出相关建议,以期推动建筑行业绿色、低碳发展。

近零能耗建筑电气设计简析

结合实际工程项目,依据GB/T 51350-2019《近零能耗建筑技术标准》相关设计标准要求,从电气管线气密层敷设、光伏发电、LED光电玻璃、监测和控制、能效指标判定等方面论述近零能耗建筑电气的相关设计,简析标准要求的电气技术措施。

夏热冬冷地区近零能耗建筑技术——以台州数字科技园科技秀场、产业服务中心为例

随着全球气候变化和能源资源紧张的形势日益严峻,近零能耗建筑成为全球建筑领域的研究和发展重点。本研究旨在探索夏热冬冷地区近零能耗建筑的实施技术,其中包括围护结构、节能设备以及可再生能源的利用等,同时分析其在能源消耗和环境保护方面的效益。

近零能耗建筑设计实践——以CLT木结构建筑为例

基于近零能耗建筑设计理念,本研究采用正交胶合木(CLT)作为主要建筑材料,完成了一项创新性的建筑设计实践,全面展示了CLT在近零能耗建筑上的应用成果,为近零能耗建筑的研究和实践提供了实际案例,并对绿色低碳建筑领域中CLT的应用进行了有意义的探索。

近零能耗建筑技术应用与经济分析

面对全球能源日益短缺、空气污染日益严重的情况,发展近零能耗建筑作为建筑节能的新方向尤为必要。文章以上海某办公楼为例,具体分析了非透光围护结构保温技术、透光围护结构(外窗)保温技术、被动式节能技术、主动式节能技术、可再生能源技术及装配式技术的实际应用。研究发现,近零能耗建筑的建造成本较传统建筑有一定的增加,但其运营成本有所减少,因此从长远角度看,近零能耗建筑在实际应用中具有可行性和实际的推广价值。

全国首座超150 m近零能耗建筑封顶

近日,全国首座超150 m近零能耗建筑——中建四局科创大厦项目主体结构全面封顶。该项目位于广州CBD核心区域,用地面积6745 m^(2),建筑面积10万m^(2),地下3层,地上36层,建筑高度176 m,采用钢结构框架及钢筋混凝土核心筒结构体系,外墙主要采用单元式光伏遮阳一体化幕墙。项目定位“建筑科技典范、创新总部标杆”,项目整体装配率高达93.5%,全国首座超150 m近零能耗建筑,通过建立低能耗设备系统,引入舒适的自然通风与自然光源.

基于“双碳”目标的湖南省首栋近零能耗建筑项目实践

“双碳”目标提出后,作为国民经济支柱产业的建筑业面临的考验尤为严峻。近零能耗建筑以其低碳排放、室内环境舒适宜人的优势,成为建筑业的发展趋势。通过分析土方平衡技术、施工道路永临结合技术等绿色施工技术与全链指挥系统3.0、数字仓储物料管控中心、建筑机器人等智能建造技术在湖南省首座近零能耗建筑施工过程中的应用及实施,为推动湖南省近零能耗建筑发展提供参考。

西北寒冷地区近零能耗建筑技术应用——以兰州新区某办公楼为例

经济的发展、人居环境质量的提升等都依赖于能源,而我国的能源消耗总量逐年增加,节能减排任重道远。近零能耗建筑技术凭借其节能、低碳的优势,逐渐被应用到各个国家和地区的节能建筑实践中。以兰州新区某办公楼为例,较为系统地介绍了近零能耗建筑技术首次在西北寒冷与欠发达地区节能建筑中的应用实践,旨在借鉴该项目的成功经验,为后续同类地区的新建节能建筑及既有建筑节能改造等提供技术支撑,推动节能减排等可持续事业的发展。

零能耗建筑减碳技术体系研究

以“T&A House”为例,计算其全生命周期碳排放量,探索零能耗建筑减碳的原因,在此基础上,从建筑布局、材料选择、能源效率、可再生能源和智能控制系统五个方面分析建筑空间减碳技术、装配式减碳技术、能源集成减碳技术、碳补偿技术和智能管理减碳技术,并提出减碳技术体系应用策略及阶段,希望为零能耗建筑发展和建筑减碳提供参考。

绿色建筑与近零能耗建筑的概念内涵与主要指标对比分析

对比分析绿色建筑和近零能耗建筑的概念内涵与主要指标有利于正确区分两种建筑类型,对于促进绿色建筑和近零能耗建筑的发展与应用具有重要意义。分别从概念内涵、主要技术指标和主要评价指标三方面对绿色建筑与近零能耗建筑进行对比分析。结果表明:绿色建筑和近零能耗建筑是两种不同侧重点的建筑类型,两种建筑的主要技术指标存在较大的差异,在规划设计阶段、施工阶段和运营阶段,两种建筑的主要评价指标存在较大的差异,也存在部分相同的情况。该研究结果可以为绿色建筑与近零能耗建筑的设计、施工、检测及评价提供参考。

近零能耗建筑电气设计探讨

梳理国家及地方标准对近零能耗建筑的定义及其能耗控制电气指标要求,通过某近零能耗建筑工程案例,总结管线盒气密性、智能化控制系统、照明设计、能耗监测系统、可再生能源利用等设计要点。

钢结构主体近零能耗建筑门窗安装工艺探讨

随着国家对超低能耗建筑、近零能耗建筑的大力推广,我国被动式超低能耗建筑用门窗的发展迎来了新机遇和新挑战。自被动式房屋传入我国以来,被动式门窗多采用外挂式安装,但因其高昂的安装成本、材料成本和安全性等问题成为节能政策推广中的阻力。本文对被动窗的安装形式进行了总结,并结合保温结构一体化体系提出一种内嵌式的安装方式,对被动窗在以钢结构为主体的保温结构一体化体系上的门窗安装技术的发展及优化提供借鉴。

寒冷地区低碳园区近零能耗建筑设计实践与示范——以青岛自贸片区海辰园8号楼为例

发展近零能耗建筑是实现建筑领域碳达峰碳中和的重要路径之一。作为国内领先的低碳园区,青岛自贸片区海辰园积极践行绿色低碳理念,在超低能耗建筑的基础上进一步提升建设标准,进行了近零能耗建筑的探索和实践。本文以海辰园8号楼为例,通过“被动优先、主动优化、低碳能源”的技术策略,结合光伏建筑一体化和光储直柔的应用示范,实现了近零能耗建筑的目标,为寒冷地区公共建筑近零能耗建筑的建设提供了优秀的实践案例参考。

近零能耗建筑围护结构监理质量技术控制

近些年来,节能环保、舒适宜居的低碳、近零能耗建筑层引领着绿色建筑发展的方向,彰显了生态优先、绿色发展的理念。某项目近零能耗建筑由防水隔汽材料、抹灰层、气密性部件等形成的防止空气渗漏的连续构造层,极大限度地提高了建筑的保温隔热性能和气密性,使外围护结构热损失和通风热损失达到最小,其监理机构对围护结构屋面、外墙墙体(光伏玻璃幕墙、玻璃幕墙、铝板幕墙)、外墙进入地下室、外门安装保温及气密性施工的监理质量技术控制,保障了近零能耗建筑围护技术措施的有效实施。