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外文翻譯
零能耗建筑的理解
關(guān)于作者：Paul A. Torcellini, Ph.D., RE在Golden, Colo可再生能源實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)資深研究型設(shè)計(jì)師。Drury B. Crawley是美國(guó)華盛頓能源部建筑科技辦公室的項(xiàng)目經(jīng)理。
摘要：美國(guó)能源部建筑技術(shù)規(guī)劃組預(yù)計(jì)到2025年使商用零能耗建筑市場(chǎng)化。理論上，零能耗建筑大大的減少了耗費(fèi)的能量，于是可再生能源就可以滿足剩下的需求。但是這立即引起了一些質(zhì)疑：“這是一個(gè)從現(xiàn)在的能耗建筑看來是遙不可及的事，還是一件有可能發(fā)生的事？”“現(xiàn)在有沒有近似零能耗建筑了范例？”為了回答這些問題，國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室對(duì)零耗能建筑的商用部分做了一份評(píng)估，確定了滿足這個(gè)目標(biāo)的技術(shù)的可能性，這種可能性基于到2025年技術(shù)有可能的的發(fā)展進(jìn)程。國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室同時(shí)也對(duì)七座低能耗商用建筑做了評(píng)估，確定他們其中哪些方面能夠滿足零能耗建筑的要求。
對(duì)零能耗建筑可以實(shí)現(xiàn)的可能性證明
為什么零能耗建筑重要呢？在美國(guó)，民用建筑和商用建筑消耗了百分之四十的一次能源和百分之七十一的總發(fā)電量。那對(duì)電能系統(tǒng)，可利用的能源，廢氣的排放和經(jīng)濟(jì)可行性來說都是很大的負(fù)擔(dān)。
使事情變得更糟的是，預(yù)計(jì)美國(guó)的商用建筑耗能量將以每年百分之六點(diǎn)一的速度增長(zhǎng)，這速度是商用建筑增長(zhǎng)速度的兩倍。這是經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和人口的擴(kuò)張所驅(qū)動(dòng)的，因?yàn)檫@些每年需要越來越多的建筑物。全部的建筑面積和它的能量消耗比為能量?jī)?chǔ)備的規(guī)模和建筑物的翻新的速度還要快。
于是，是否有新型的商用建筑能夠被建造呢，事實(shí)上那是否就是零耗能建筑？并且那些老建筑怎樣被改建成環(huán)境友好型，舒適，經(jīng)濟(jì)和節(jié)能的建筑呢？很多情況下，老建筑不能成為零耗能建筑。然而，研究表明應(yīng)用一些簡(jiǎn)單的節(jié)能措施，建筑的能耗能夠明顯的降低。
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附錄2
零耗能建筑的定義
當(dāng)確定具體節(jié)能目標(biāo)時(shí)，節(jié)能的范圍是很模糊的。從哪里節(jié)能的問題總是被提到。答案有：“從ANSl/ASHRAE/IESNA除了低層的民用建筑建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中?！绷硪粋€(gè)被提到的目標(biāo)是零耗能。一個(gè)來自90.1-2004標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能百分之三十的目標(biāo)正在實(shí)行之中。
零耗能建筑是耗能建筑和產(chǎn)能建筑的交叉點(diǎn)。理論上說，零耗能建筑只是一個(gè)不受能量影響建筑的假想。
首先，從定義來說，零這個(gè)詞僅僅是個(gè)“純粹的零”。流入和流出的能流是相等的并且方向是相反的。這并不是純粹意義上的零耗能。
如果一個(gè)設(shè)計(jì)師有建造純粹零耗能建筑的目標(biāo)，那么他的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)首先要定義什么是零耗能，因?yàn)檫@確實(shí)要解釋清楚。那什么是零耗能的能源呢？是初能源，末端能源，能源的價(jià)值，或者是由于耗能所產(chǎn)生的排放物？至少有四種零耗能的能量的定義還在用，其中還被錯(cuò)誤的認(rèn)為是同一種定義。
這篇文章會(huì)對(duì)四種能量的定義進(jìn)行區(qū)別：
?不耗費(fèi)初能源的建筑
?不耗費(fèi)末端能源的建筑
?不耗費(fèi)能源價(jià)值的建筑
?沒有排放物的能源的建筑
不耗費(fèi)初能源的建筑所產(chǎn)生的能源和他所使用的能源是一樣的，和初能源產(chǎn)生相比。就建筑節(jié)能而言，系統(tǒng)的障礙一直存在著，如傳輸系統(tǒng)，電力設(shè)備和電力設(shè)備所需要的能源。它更趨向于整體能源影響的解釋。然而，它確在獲得能量的轉(zhuǎn)變方面和這些轉(zhuǎn)變的限制的困難而改變了。固定的改變因素不能說明今天能量的傳輸方式，和新建筑的處理的能量的方式，還有建筑中電力系統(tǒng)所需要的能量。這個(gè)定義可以取決于公司怎樣買和產(chǎn)生能量，而不是建筑物所消耗的能量。于是，如果一個(gè)人想要在一個(gè)水力發(fā)電量很大的地方建造樓房的話，也許能量對(duì)這個(gè)建筑影響很小。但是，在那種地方蓋房子的話，會(huì)需要新一代的化石燃料，而且這個(gè)建筑也許需要新的儲(chǔ)備的能量，那就是煤。這個(gè)分析很困難。
不耗費(fèi)末端能源的建筑當(dāng)和末端使用的能源一樣。這個(gè)定義作為一個(gè)目標(biāo)是實(shí)用的，因?yàn)樗梢酝ㄟ^實(shí)地的考察來確定。它能夠鼓勵(lì)節(jié)能的設(shè)計(jì)。然而，
它沒有區(qū)分燃料的類別和無用的能源。這個(gè)末端設(shè)備仍然有待確定。這個(gè)末端是建筑的地基還是包括全部的部分？如果你在你的停車廠鋪設(shè)了太多的電纜線，只是為了達(dá)到日后這能成為一個(gè)零耗能建筑，這會(huì)發(fā)生什么呢？這會(huì)使得電纜系統(tǒng)更加多耗電，因?yàn)樗彩墙ㄖ囊徊糠帧?
建筑的主人對(duì)不花錢耗費(fèi)能量的說法十分感興趣，并且想要利用節(jié)能和可再生能源取得更大的經(jīng)濟(jì)效益。這個(gè)定義就像零耗能建筑的定義一樣，很容易讓人想到實(shí)用的價(jià)值。市場(chǎng)的力量在基于可利用能源方面提供了一個(gè)很好的平衡。能量的價(jià)值也包括基礎(chǔ)設(shè)施的影響。要到到零耗能是困難的甚至是不可能的，因?yàn)榫C合利用率的構(gòu)造。許多綜合利用率的構(gòu)造能夠少耗能，但是這還不能使這個(gè)耗能率的平均水平低于零。結(jié)果，沒有方法是能夠使耗能的價(jià)值恢復(fù)到固定的和所要求的數(shù)量。最后，假想有一天所有的建筑都是零耗能的。綜合利用率需要調(diào)整以維持可以信賴的程度。
第四個(gè)定義—沒有排放物的能源的建筑—著眼于能量消耗所產(chǎn)成的廢氣。這也許是一個(gè)更好的可持續(xù)能源的模型。然而，就像零耗能建筑的定義一樣，他也是很能測(cè)量的。
為什么測(cè)量是很重要的？人們經(jīng)常用定義滿足他們自己的需要。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)必須做出決定哪一個(gè)才是接近目標(biāo)的那個(gè)定義。稍后，我們將比較這些在低耗能建筑的定義。下一部分我們要討論這些定義在平常的建筑中的作用。
舉一個(gè)整個(gè)建筑設(shè)計(jì)過程的例子
我們研究的每一個(gè)建筑都有一個(gè)特定的目的和作用，并且都有共性。這些建筑建筑很成功，因?yàn)樗麄兒芎玫睦昧四芰?。這些建筑的主人都很重視低耗能和可持續(xù)的目標(biāo)，并且把節(jié)能當(dāng)做設(shè)計(jì)過程的一部分。這些建筑師和工程師設(shè)計(jì)了一個(gè)能滿足我們視覺的，并且是一個(gè)完整的建筑設(shè)計(jì)過程。
完整的建筑設(shè)計(jì)過程要求那些設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)建筑的設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)，即建筑師，工程師（光學(xué)，電學(xué)和機(jī)械學(xué)），電能和其他一些顧問，還有建筑的主人和住戶，一起建立和研究一個(gè)能源的實(shí)施的目標(biāo)。全建筑的建設(shè)目的是使整個(gè)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通過這個(gè)相互的設(shè)計(jì)過程來理解系統(tǒng)之間的一些聯(lián)系。系統(tǒng)的分析系統(tǒng)之間的聯(lián)系能夠確保我們離一個(gè)更加節(jié)能和省錢的建筑的誕生更近一些。
所有建筑都受能量的影響嗎？
零耗能建筑可能是否是一個(gè)更加寬廣的范圍？為了回答這個(gè)問題，NREL的研究人員在1999年對(duì)5375幢商業(yè)建筑能量消耗的調(diào)查進(jìn)行了研究了，摘錄了主要的和能量有關(guān)的建筑因素，并且創(chuàng)造了建筑耗能模型來模仿建筑中能量的作用，代表了整個(gè)商業(yè)建筑的部分。我們對(duì)所有建筑模型使用了90.1-2004標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行要求，并且以它為一個(gè)底線。然后應(yīng)用一系列容易的并且可用的能量保護(hù)措施，并且涉及了百分之五十的模擬屋頂?shù)墓怆姲濉?
光電板僅限于屋頂?shù)拿娣e，而且只是提供能源的一方進(jìn)行了分析。其他的能源也被考慮到了，但是沒有進(jìn)行分析。更寬范圍的來考慮建筑的局部，技術(shù)需要能夠適應(yīng)更大規(guī)模建筑的潛能。例如，側(cè)送風(fēng)受送風(fēng)形式的影響。生物能源，例如木質(zhì)材料，對(duì)于建筑來說是十分重要的。微生物和細(xì)胞生物消耗能源，并且把能源轉(zhuǎn)化為熱量和力量。這些東西的組合也許能夠改善總體的能源效率，但是能源仍然要進(jìn)入特定的系統(tǒng)里面。光電版能夠適用于幾乎任何建筑。
《Figure I》顯示這些分析的結(jié)果，用了展示全部的商業(yè)建筑的四個(gè)不同的形態(tài)的高密度的能量網(wǎng)。如果所有的建筑都按照90.1 -2004標(biāo)準(zhǔn)建造，這個(gè)基本方案代表了能量的使用強(qiáng)度。這個(gè)能量使用強(qiáng)度方案是49.7kBtu/ft- (564 MJ/m^)，和1999年的商業(yè)建筑耗費(fèi)量84.2kBtu/ft^ (956 MJ/m^)相比，減少了百分之四十。這個(gè)結(jié)果顯示如果我們按照現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)建造房屋，我們可以節(jié)省相當(dāng)大的一部分能量。再加上屋頂?shù)墓怆姲寮夹g(shù)能夠使我們減少額外的能量耗費(fèi)量，可以減少到35.8kBtu/ft- (407 MJ/m^)。這是《Figure I》里顯示的有光電版的基礎(chǔ)方案。
附錄3 外文翻譯原稿
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