国际太阳能十项全能竞赛（栖居）设计与建造研究

【摘要】：随着时代的发展，最初的太阳能住宅从实验性零能耗建筑，向工业模块化建造、市场化推广以及一体化设计发展。并且高效节能的建筑设备、建筑材料以及新的建筑构造更多的运用到了太阳能住宅当中。 “国际太阳能十项全能竞赛”于2002年由美国发起，并逐渐传播到欧洲及中国。其从建筑理念、绿色技术、设备功能等方面为节能减排的挑战提供了创新性的设计思路和实践机会。本文通过对过往竞赛的参赛团队、评价标准和选近三届竞赛代表性方案设计特点的分析，归纳当代太阳能住宅的发展趋势；并以西安建筑科技大学2013年的参赛作品——“栖居”太阳能住宅建筑为案例，探讨了适合我国的零能耗太阳能建筑一体化的设计策略、趋势以及高效节能的建筑设计方法、新型建筑材料、新型建筑构造以及低成本零能耗住宅的设计与建造方法。 论文的第一章绪论部分先对零能耗住宅的背景、意义、国内外研究现状等进行阐述，并将本文的研究内容、目的、方法和框架进行解释；第二章首先介绍了竞赛的起源和理念，并选取了过往三届竞赛中不同大洲的优秀作品进行解析，归纳出国内外在太阳能住宅方面不同的设计理念和方法；第三章分析西安建筑科技大学参赛作品“栖居”中的建筑设计方法。通过不同阶段的设计和推敲，探索出最富有地域性、经济性和宜居性的太阳能住宅；第四章介绍“栖居”住宅选用的技术方案。总结了“栖居”的建筑技术、结构设计、能量平衡、水暖电系统以及太阳建筑一体化设计和工业模块化设计的方法；第五章为“栖居”在本届SDC竞赛中的建造过程，真实的还原了从图纸到实体的全过程，总结了设计与施工的协调配合与方法，以及最终成果的展示；第六章对前文所归纳和总结的建筑设计、技术设计以及建造方法的要点，探寻和讨论了国际太阳能十项全能竞赛、新材料新构造对于太阳能建筑发展的影响以及未来太阳能建筑一体化设计的趋势。 【关键词】：国际太阳能十项全能 零能耗住宅 绿色建筑 太阳能建筑一体化
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU241.91;TU18
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究的目的和意义10-11
• 1.3 国内外研究现状与发展动态11-14
• 1.3.1 国内研究现状11-13
• 1.3.2 国外研究现状13-14
• 1.4 研究基本内容与研究框架14-17
• 1.4.1 研究内容14-15
• 1.4.2 研究目标15
• 1.4.3 研究方法15-16
• 1.4.4 研究框架16-17
• 1.5 本章小结17-19
• 2 国际太阳能十项全能竞赛及经典案例分析19-53
• 2.1 国际太阳能十项全能竞赛19-21
• 2.1.1 竞赛起源和发展19-21
• 2.1.2 竞赛理念21
• 2.2 2009 年 SDA 德国达姆斯玛特大学参赛队方案分析21-31
• 2.3 2012 年 SDE 中国同济大学参赛队方案分析31-44
• 2.4 2013 年 SDC 澳大利亚卧龙岗大学参赛队方案分析44-52
• 2.5 本章小结52-53
• 3 “栖居”太阳能住宅建筑设计53-85
• 3.1 SDC2013 竞赛53-54
• 3.2 SDC2013 竞赛项目和流程54-57
• 3.2.1 竞赛项目54-56
• 3.2.2 竞赛流程56-57
• 3.3 SDC2013 竞赛规则及验收要点57-61
• 3.3.1 竞赛规则要点57-60
• 3.3.2 竞赛房屋验收流程及要点60-61
• 3.4 SDC2013 竞赛地点基本概况61-63
• 3.5 Team XAUAT 团队组成和计划安排63-64
• 3.6 Team XAUAT 设计策略64-65
• 3.7 “栖居”的建筑方案设计65-84
• 3.7.1 方案阶段一66-72
• 3.7.2 方案阶段二72-80
• 3.7.3 方案阶段三80-84
• 3.8 本章小结84-85
• 4 “栖居”太阳能住宅技术方案设计85-107
• 4.1 建筑技术85-86
• 4.2 结构设计86-90
• 4.3 能量平衡90-94
• 4.4 材料特性94-97
• 4.5 水系统设计97-99
• 4.6 暖通系统设计99-101
• 4.7 “栖居”的太阳能建筑一体化设计101-104
• 4.7.1 主动式太阳能系统设计101-103
• 4.7.2 被动式太阳能应用设计103-104
• 4.8 “栖居”的智能控制系统和工业化模块设计与市场性104-106
• 4.8.1 智能控制系统设计104-105
• 4.8.2 工业模块化设计与市场性105-106
• 4.9 本章小结106-107
• 5 “栖居”太阳能住宅建造研究107-125
• 5.1 “栖居”的建造准备107-110
• 5.2 “栖居”的建造110-124
• 5.2.1 主体结构建造111-113
• 5.2.2 围护结构建造113-115
• 5.2.3 室内建造115-117
• 5.2.4 设备安装117-119
• 5.2.5 主、被动太阳能技术与建造结合119-122
• 5.2.6 室外环境施工122-124
• 5.3 本章小结124-125
• 6 太阳能建筑未来发展趋势125-129
• 6.1 国际太阳能十项全能竞赛对太阳能建筑发展的影响125-127
• 6.2 新构造新材料对太阳能建筑发展的推动作用127
• 6.3 太阳能建筑一体化趋势127-129
• 7 结语129-131
• 致谢131-133
• 参考文献133-137
• 图录137-145
• 表录145

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