《净零能源设计》由跨国建筑公司的可持续发展项目董事兼建筑师编写，是一本建筑师和相关建筑专业人士急需的净零能源商业建筑设计和建造实用指南，提供了务实的策略、循序渐进的技术分析和有价值的案例，外加发展中的案例研究。本书作为各种建筑类型和规模的应用研究，还推进了涉及实现净零能源的集成式原则的广义解读。 对任何有志于净零能源设计、施工和运行等领域的人来说，本书都是不可或缺的资源，对各种可持续设计主题也是很好的资源，其主要特征如下： ? 基于商业建筑交付进程的组织机构 ? 可在实际工程应用中使用的细密技术内容 ? 阐述关键技术原则的案例分析 ? 作为一个有价值设计资源使用的大量设计数据 ? 纷繁复杂的信息图像和彩色插图及照片 ? 关注内容的独特设计，以此推进项目原则的采纳
【作者简介】
汤姆•胡特曼（Tom Hootman），AIA LEED AP BD C，在RNL这家可持续设计全球公司及业界领导企业担任可持续发展部门主管及项目运营经理，一位有着19年以上经验的建筑师和LEED认证专家。汤姆•胡特曼作为可持续发展部门主管，在RNL可持续发展项目工程、设计标准、员工培训、研究及拓展方面言传身教，目前致力于几项净零能源大厦的开发，近刚完成2.06万平方米国家再生能源实验室研究支持设备，经常发表全美乃至环球各种可持续设计主题演讲和报告。
【目录】
致 谢
引 言
我的净零能源之旅
如何使用此书
章 净零能源建筑概览 1
净零能源建筑的案例 1
净零能源定义 4
净零能源建筑的划分 10
净零能源的替代方案 12
净零能源建筑的认证 15
建筑行业研究和趋势 16
建筑行业项目 19
建筑行业规范与法规 21
建筑分级和能源贴标制度 23
第二章 项目的概念和交付 27
净零能源的目的 27
工程概念 36
工程规划 40
工程团队的选择 44
交付方式 49
风险和回报 53
第三章 集成化进程 57
集成式交付和管理 57
项目交付阶段 63
集成式设计方法 69
建筑物能源建模 73
第四章 能 量 89
能量基础 89
能量利用强度 102
能量目标 109
能源和热舒适性 125
第五章 设计的基本面 133
能源设计条件 133
气候评估 133
场所评估 158
建筑体量和几何学 166
建筑类型和分区 177
第六章 被动建筑 183
诱导式设计 183
设计学 186
建筑包层 202
诱导式策略 215
第七章 建筑节能系统 231
有源系统 231
基本概念 235
HVAC概述 240
低能量配置 243
低能量主型设备 248
家用热水 256
照?明 258
区域能源 266
第八章 可再生能源 271
可再生能源基础 271
太阳能发电 272
太阳能热 284
风?能 293
水?力 300
地?热 306
生物能 309
燃料电池和氢气 314
第九章 经济学 319
财政考量 319
财务模型 329
财务分析 333
净零能源和房地产市场 341
第十章 运营和入住 347
建筑运营 347
插件负载 352
绿色行为 357
净零能源绩效计划 363
第十一章 净零能源 367
净零能源结算 367
净零能源英尺度 367
碳结算 377
第十二章 案例研究:DOE / NREL研究支持设备工程?387
介 绍?387
进 程?388
项目经济学 389
气候、场所和规划 391
设计响应 394
运营和入住 406
性能标准 411
■ 参考书目 417
■ 关于作者 427
【前言】
引 言
我的净零能源之旅
作为RNL的可持续发展部主管，我有幸参与到改变世界建筑的项目中来。这既是一个促进《净零能源设计》一书写作的项目，也是重视商业建筑业实现净零能源建筑目标的项目。这个项目由国家建筑行业协会主导，已初具雏形，得到了《建筑业媒体》甚至《华尔街日报》和《纽约时报》等出版物的关注。《大都会》把本项目定义为，依靠大规模推行净零能源的2011年度游戏改变者。本书所指的项目是能源部的研究支持设备项目，执行场地便是国家可再生能源实验室，如图I.1所示。
这个项目所展示的净零能源不仅在大规模商业建筑上可见，而且还为它们增加了独特的价值。净零能源进一步披露了目前传统建筑交付过程的缺陷，如果我们要开发净零能源解决方案，这个缺陷就需要我们在过程中去填补，具体就是要能回答这个问题：我们怎么去交付净零能源建筑？
我曾参与的DOE/NREL研究支持设备项目极大地影响了我；这个项目的“足迹”遍布全书，无论是项目的具体案例还是对交付进程形成的常规影响，都必须被重组。我已经被这个项目所能达成的惊人成果所激发，特别是对这些发生的交付团队的每一个非凡的个人所产生的影响。这个团队包括RNL、斯坦泰克、哈瑟登建筑的科技精英，有能力的领导者和高质量的设计咨询师以及分包商。可想而知，作为一个追求净零能源的客户，在能源部和国家可再生能源实验室办公大楼里有这样一个部门办公，对此当有着深刻的体会（见图I.2）。NREL是低能耗和净零能源建筑的显著资源，支撑着这个世界上棒的研究和思维。我逐渐开始相信NREL是被国家保护得好的秘密。与建筑业的数以千计的人一起塑造这个项目的故事，我通常会对NREL——一个我们好的能源资源许多未被察觉的地方感到惊讶万分，我确信能源部和国家可再生能源实验室的研究支持设备项目在推进DOE/NREL的使命方面会做出一番成绩，我真切地希望此书能在将我们的行业推向净零能源方面尽一份力。
如何使用此书
《净零能源设计》的目的是为净零能源商业建筑提供设计和交付指导。此书与其他可持续设计指南的区别在于，唯独关注实现“净零”，配合“净零”能达到的整体综合进程目标的诉求。净零能源建筑的成功根植于全盘化进程，从项目的概念到长期的操作。这不只是一个设计问题，而是整体交付问题，一个包括了建筑物的居住和操作的问题。因此，当这本书关系到净零能源的实现时，就意味着推进了交付进程每个部分重要的方面。然而，《净零能源设计》由于关注整个交付进程，不会作为详细的技术指南为交付过程的具体项目服务；还会有许多供选择的好书籍和好资源提供对口的指南，帮助需要完成进程内为数众多的净零能源决策个案的个别团队。
净零能源建筑的完成是充满挑战的，每个项目都有独立的环节必须全力以赴地去完成。此书不渴求能解决净零能源建筑所面临所有的条件和情况，从这种意义上说，此书不是一本指导手册；不能提供净零能源建筑进程的保证，书的内容也不可以代替设计专家的判断。此书基于我的个人项目经历和对净零能源进程的持续研究，辅以我的特约作者——尚蒂?普莱西和大卫?冈田的宝贵贡献，他们分享了我推进净零能源建筑实践的动力和渴求，作为一个实践者的观点所记载的内容，希望可以在实践中传递有用的信息。
因此，我有意识地引入我用过和熟悉的工具和资源；也尝试在实际完成的情境中去设置它们；还提到几种对我来说颇具价值的软件程序，相信它们对别人也是如此。然而，我这不是要做备忘或者表示没有其他可选的应用程序满足同样的需要。我也谈到了软件工具的内容，虽然我也意识到这条信息在不久的将来就会过期或作废，我希望有更强大和更有价值的程序出现来代替目前的可用软件。
作为一名建筑师，我逐渐意识到在促成净零能源建筑学中我们有独特的行业角色；为了转变我们的行业和建筑环境，我们必须担负领导者的角色。进一步说，作为专家我们必须做出一些改变。重要的是，我们需要以主人翁的精神，解决本方项目中能源设计的内在问题，而非把它们委托给工程师和能源塑造者。同样地，本书虽然将大部分内容指向建筑学，但也部分起到指导净零能源建筑整体交付过程的作用。我的目标是令全书内容对建筑业的每个人都有所帮助。因此，本书主要集中在商业建筑部分，但许多观点和原理也适用于住宅部分。
此外，为确保本书既能言之有物地引领新人入门，又能使有一定经验的人士更上一层楼，我有意提供了关键的介绍性概念作为引子，为后面更多细节的理解和项目应用作铺垫，辅助新开拓者们扩展净零能源的知识储备。经验丰富的实践家也会从我提供的交付过程的方方面面中获益。为了读者方便，我还汇集了一些有关净零能源建筑交付的基础资源作为日后的项目参考。
本书围绕净零能源建筑交付进程构思，因此能够作为路线图帮助每个实践者开发他们自己的进程。书内章节依次讲解了进程中的每个阶段，按照净零能源建筑项目的整体交付进程而按部就班地演进。
当然在实践中，交付工程不是严格按顺序的，相反地，本质上是重复性和周期性的。因此，本书适用于大致相同的方式：可以通读全书，或者从若干路径接近本书，图I.3显示的指示图，说明了书中的章节以指导、设计和进程议题为中心组织起来。
■?、四、十一、十二章致力于净零能源的全盘指导；提供了定义、基本概念和概念综合体。
■?第五至八章提供了设计指导；它们本身被作为此书的核心内容。
■?第二、三、九、十章为净零能源商业建筑给予了进程指导。
我发现了向新读者介绍净零能源的有效方法，也就是利用简单的概念等式：净零能源=被动式设计累积 能效建筑系统 再生能源系统。这统称为集成化进程。本书的章节被视为概念等式构筑块（图I.4）。
章?净零能源建筑概览
章对净零能源建筑进行了概述、定义和举例，讨论目前它们在行业中的发展趋势。
第二章?项目的概念和交付
第二章捕捉了开发商对净零能源建筑的观点，解释了净零能源目标如何被整合到项目初期的概念里，讲解了行业中各种各样可能的交付方法以及它们对这一目标会造成的影响。
第三章?集成化进程
第三章提出了交付团队在交付净零能源项目中的观点，介绍了集成化进程中的具体议题，这有助于交付项目。
第四章?能?量
第四章是能源概念的基础。能源法则有着深厚的基础，是设计和交付净零能源项目的前提。本章还重点关注了进程中的能源实际应用问题，包括设置能量指标。
第五章?设计的基本面
第五章描述了需要在净零能源项目设计前建立和理解的基本原则。提供了气候分析和场地评估的观点，解释了建筑几何、体量和建筑类型，这与净零能源的诉求有关。
第六章?被动建筑
第六章约定净零能源设计从建筑开始，探究被动设计策略在建筑中所扮演的减少能量荷载角色。
第七章?建筑节能系统
第七章为怎样通过节能建筑体系的被动式设计架构有效地减小荷载提供指导。
第八章?可再生能源
第八章介绍了各种有效的可再生能源系统，解释了如何与净零能源项目设计结合。
第九章?经济学
第九章在净零能源建筑之后关注经济学，集中理解和分析能源效能和再生能源系统。
第十章?运营和入住
第十章解决了净零能源建筑的一个重要方面：运营和入住。因为一个净零能源建筑是以实际操作来衡量的，深思熟虑这个因素至关重要，本章的工作逾越了设计意图和建筑操作实践之间的障碍。
第十一章?净零能源
第十一章综合了上一章内容，以求得到一个项目中净零能源平衡的终计算方法，为建筑项目提供理解和评估碳平衡的基础架构。
第十二章?DOE / NREL研究支持设备工程
第十二章分析了实例通常是学习和推进净零能源交付实践的好方法，阐释了能源部/国家可再生能源实验室（DOE / NREL）研究支持设备工程的案例研究。
我的净零能源之旅
作为RNL的可持续发展部主管，我有幸参与到改变世界建筑的项目中来。这既是一个促进《净零能源设计》一书写作的项目，也是重视商业建筑业实现净零能源建筑目标的项目。这个项目由国家建筑行业协会主导，已初具雏形，得到了《建筑业媒体》甚至《华尔街日报》和《纽约时报》等出版物的关注。《大都会》把本项目定义为，依靠大规模推行净零能源的2011年度游戏改变者。本书所指的项目是能源部的研究支持设备项目，执行场地便是国家可再生能源实验室，如图I.1所示。
这个项目所展示的净零能源不仅在大规模商业建筑上可见，而且还为它们增加了独特的价值。净零能源进一步披露了目前传统建筑交付过程的缺陷，如果我们要开发净零能源解决方案，这个缺陷就需要我们在过程中去填补，具体就是要能回答这个问题：我们怎么去交付净零能源建筑？
我曾参与的DOE/NREL研究支持设备项目极大地影响了我；这个项目的“足迹”遍布全书，无论是项目的具体案例还是对交付进程形成的常规影响，都必须被重组。我已经被这个项目所能达成的惊人成果所激发，特别是对这些发生的交付团队的每一个非凡的个人所产生的影响。这个团队包括RNL、斯坦泰克、哈瑟登建筑的科技精英，有能力的领导者和高质量的设计咨询师以及分包商。可想而知，作为一个追求净零能源的客户，在能源部和国家可再生能源实验室办公大楼里有这样一个部门办公，对此当有着深刻的体会（见图I.2）。NREL是低能耗和净零能源建筑的显著资源，支撑着这个世界上棒的研究和思维。我逐渐开始相信NREL是被国家保护得好的秘密。与建筑业的数以千计的人一起塑造这个项目的故事，我通常会对NREL——一个我们好的能源资源许多未被察觉的地方感到惊讶万分，我确信能源部和国家可再生能源实验室的研究支持设备项目在推进DOE/NREL的使命方面会做出一番成绩，我真切地希望此书能在将我们的行业推向净零能源方面尽一份力。
如何使用此书
《净零能源设计》的目的是为净零能源商业建筑提供设计和交付指导。此书与其他可持续设计指南的区别在于，唯独关注实现“净零”，配合“净零”能达到的整体综合进程目标的诉求。净零能源建筑的成功根植于全盘化进程，从项目的概念到长期的操作。这不只是一个设计问题，而是整体交付问题，一个包
