建筑總是旨在為世界各地的氣候問題找到解決方案。當前的主要趨勢之一與能源消耗和氣候變化有關。建筑業產生了 18% 的 CO 2排放。然而，出于經濟原因繼續使用燃料作為能源消耗的主要來源，因為它是大多數國家的原材料和容易獲得的材料，導致對這些國家的生活質量產生負面的環境影響. 隔熱膜廠家研究了一種新的零能耗建筑設計理念和決策支持工具?；谂行运季S作為一種創建建筑設計層次的新機制，該研究展示了作者五年來教授研究生建筑課程的經驗（ARCH 662：建筑設計和決策支持工具和Arch 663：可持續建筑）。
這項研究的結果可能是幫助和指導建筑師在他們的國家建造更多零能耗建筑的新方法。此外，建筑學校下一代建筑師的知識傳播將意味著新設計師相信保護和照顧他們的環境，這將提高對環境問題的認識并提高這些國家的生活質量。
迫切需要減少國內能源消耗，尤其是由于氣候變化。國內能源政策和研究一直以技術供應將線性節約能源的假設為主。擺脫這種方法的傳統嘗試還遠遠不夠，仍然傾向于假設技術使用是個人理性決策的線性結果。
1.近零能耗建筑 (NZEB) 的發展基于四個概念。類似的概念可以在各個層面實施，并且可以包括量化指標，例如能源體現和環境影響（表 1）。根據建筑物的類型和氣候環境，設計團隊必須應用這四個原則，以便找到遵循這些步驟或原則的合適的措施，如下所列：
減少所有新建建筑的能源需求。能源需求成本是建筑物需求的總和——空間供暖、空間制冷、室內熱水、電力、通風、照明和電器。
第二：改善室內環境質量（IEQ），大限度地提高熱舒適度并避免過熱。這包括通過機械通風控制空氣質量。第三：確定可再生能源年度平衡所涵蓋的可再生能源需求百分比。修改額外措施以解決能源匹配和存儲問題也很重要。
四是降低一次能源消費總量和碳排放總量。還需要修改額外的措施來處理與移動性和材料相關的能源問題。
2010 年能源績效建筑指令 (EPBD)（重訂）和 2050 年碳預算引入“近零能耗建筑”（NZEB），導致整個歐洲建筑行業的設計范式發生轉變，這意味著新的和現有的建筑都應該是節能的 。
NZEB 標準背后的基本概念加劇了炎熱天氣條件下家庭過熱的風險。盡管如此，關于該問題以及在整個歐洲廣泛實施 NZEB 標準以加劇建筑物過熱風險的潛力的研究和調查很少。
家電的“環境友好”將從三個基本方面解決：全球環境保護（防止全球變暖和保護臭氧層）、資源循環（三個R：減量、再利用、回收）和化學材料控制（減少對環境產生不利影響的商品和制造過程中的化學品使用）。
盡管沒有特定于 NZEB 設計概念的信息，但一套通用規則適用于所有高性能建筑：Trias Energetica。Trias Energetica 的一套規則為高性能建筑設計提供了一個三步指南。這種三步法是 1979 年在荷蘭的 Kees Duijvstein 領導下開發的，被認為是可持續建筑設計的基本經驗法則，如圖 1所示。
這三個步驟是：
1.通過避免浪費和實施節能措施 (ECM) 來減少對能源的需求。2.使用可持續能源而不是有限的化石燃料。
3.盡可能高效地使用清潔的化石能源。
Salem, R. 等人，2019 年，調查了氣候變化對退休后過熱風險和能源績效的影響，并總結了構成 NZEB 改造方案的選定節能措施 (EEM)，如表 2所示. 可以預測，NZEB 和節能建筑更容易過熱。他們的發現表明，采用遮陽裝置、雙層玻璃而不是三層玻璃以及利用自然通風是目前減輕過熱風險的一些有效的方法 。
根據 2013 年的一項研究，使用“關聯規則”和“先驗原則”進行的一項復雜分析發現，烹飪和看電視之間存在密切聯系——當家庭使用烹飪用具時，電視也有 74% 的機會打開. 信息技術 (IT) 相關設備（計算機、屏幕、打印機等）和視聽設備（電視、游戲機等）的使用之間的明確比較是可預測的結果之一。使用電視作為各種級別的家庭的背景活動以及具有可編程自動關閉時間的新電視（在沒有遙控器交互時關閉）非常流行。
在這個領域，有很多術語可以幫助和指導建筑師的設計，例如被動式房屋（德文版）、低能耗建筑、鄉土建筑等。但是，根據不同國家的不同，這個術語會有所不同。每個國家/地區的建筑風格和每個國家/地區的天氣類型，以及根據每個國家/地區可用的建筑材料的不同環境。以下部分描述了一些典型的被動技術。
干熱氣候：建筑師應將這種氣候納入設計考慮。關鍵是利用熱質量和遮陽來減緩夏季室內供暖的速度；在夏季晚上通過風塔和/或交叉通風促進快速降溫；夏季使用自然冷卻，如果有的話，用水；并且在冬季使用自然采暖，因此太陽能增益的方向和開口設計至關重要（圖2）。
干熱氣候下的被動式建筑技術
濕熱氣候：建筑師應將這種氣候納入設計考慮。首要任務是通風——它必須是有效的，無論白天還是黑夜。它應該通過遮陽減少建筑織物的太陽能加熱；允許夜間冷卻率高，具有大開口和交叉通風；并允許使用陰影地面、蒸發冷卻和風進行自然冷卻
濕熱氣候下的被動架構技術
寒冷氣候：建筑師應考慮到這種環境形式。目標是使用緩沖區、絕緣和有限滲透來減少對熱能的需求；允許利用太陽能進行自然加熱；并在夏天允許通風。熱絕緣需要良好的通風以避免過熱
寒冷氣候下的被動式架構技術
夏熱冬冷氣候區域：建筑師應考慮到這種氣候。目標是使用緩沖區和隔離來減少對熱能的需求，同時減少滲透；利用陽光和風的自然加熱和冷卻，以實現良好的夏季通風，包括夜間通風；并且不要用冬季防風林阻擋夏季微風
夏熱冬冷氣候下的被動式建筑技術
溫帶氣候：建筑師應考慮到這種氣候。目標是使用緩沖區和絕緣材料減少對熱能的需求，以減少冬季熱量的損失；防止夏季過熱，通過熱質量（和夜間通風）進行溫度控制，必要時使用遮陽；并在冬季使用自然采暖。減少空氣滲透是必須的，因此應包括有遮蔽的入口和防風大廳
溫帶氣候下的被動式建筑技術
支持 NZEB 設計的擬議研究
文獻綜述展示了一些可用于實現近零能耗建筑的技術。然而，這些原則在中東并不奏效，因為它們忽略了一個非常重要的參數的影響，即居住者的文化。居住者的文化是中東國家近零能耗建筑概念設計的主要或主要支柱，因為對住宅單元內能源消耗部門的簡單分析將表明，大部分能源消耗取決于三個東西：廚房、照明和電視。根據黎巴嫩該地區的文化，大多數家庭每天花費超過 65% 的時間做飯，這意味著使用炊具或看電視，導致炊具和/或電視使用天然氣或電力。我們建議等式 (1) 指出，NZEB 可以通過以線性方式理解材料、能源系統和乘員行為來定量描述。
NZEBD = 材料屬性 + 能源系統 + 居住者的文化和社會行為
(1)NZEBD = MP + ES + CSBO
(2)(NZEBD) 近零能耗建筑設計
(NCNZEBD) 近零能耗建筑設計新理念
(MP) 材料特性（支柱）
(ES) 能源系統（第二支柱）
(CSBO) 居住者的文化和社會行為（第三支柱）
等式 (1) 和 (2) 表明，這種近零能耗建筑設計的新概念基于三個支柱，即材料特性 (MP)、能源系統 (ES)（包括冷卻/加熱）以及文化和社會居住者的行為（CSBO）。表 3解釋了將直接影響黎巴嫩和中東國家近零能耗建筑設計的不同支柱。在下一步中，我們將討論應該在每個支柱中應用的方法和技術，以在黎巴嫩以及更廣泛的中東地區實現接近零能耗的建筑。
3.1在設計過程中應用的方法
隔熱膜廠家有了解到：實現近零能耗建筑的主要方法應包括三個階段：階段：此階段將建立一個框架或指南，用于選擇應在施工過程中使用的材料。這些材料應通過其物理和化學特性增強室內環境控制，如先進材料、納米材料、零碳材料等。
第二階段：此階段將包括對普通住宅的能源消耗系統的分析（將根據住宅建設的具體原因選擇區域和類型，并將于黎巴嫩）。將為這些住宅結構建模一個可再生能源（太陽能、風能、地熱、生物質等）的能源生產系統。
第三階段：本階段的擬議研究將通過問卷調查收集社會和文化數據，以衡量居住者的能源意識。它將提高他們使用不同選項和解決方案的知識水平，這些選項和解決方案將減少多年來的能源消耗量。它將考慮實施這一想法所面臨的長期利益和困難。這項調查將有幾個部分的問題（住戶在他們家中使用的電器類型、對他們建筑中使用的材料的調查、他們每月支付的電費、他們在他們家中的日?；顒拥暮喴枋龅龋?。分析完這些數據后，
3.2. 材料特性
該支柱的主要目標是確保對室內環境的控制，并提供舒適和保護性的室內空間，以提高居住者在這些空間內的生活質量。從表 2可以看出，該支柱的范圍分為三類。
3.2.1物化材料性能
在此類別中，建筑師應考慮具有良好物理和化學性能的材料，以提供高效功能（高性能）和小尺寸，并在選擇建筑材料時考慮到環保材料。其中一種材料可能是納米材料，它具有許多優點，例如功能效率更高，尺寸更薄，這意味著它們可以節省室內空間。節省室內空間相當于省錢?？梢詫κ覂拳h境控制產生積極影響的納米材料的一些例子是：
隔熱：
-隔熱：真空隔熱板（VIP）
-隔熱材料：氣凝膠
-溫度調節：相變材料 (PCM)
窗戶材料：
-紫外線防護
-太陽能保護（智能窗戶）
涂層材料：
-自清潔：蓮花效應
-自清潔：光催化
-易清潔（ETC）
-空氣凈化
-反涂鴉
-抗反射
3.2.2. 智能特征在被動式建筑設計中的作用
NZEB 中智能設備的主要作用是優化不同類型電氣系統的效率，例如照明系統、供暖、通風和空調 (HVAC) 系統等。此功能可以通過以下方式執行：
“大腦”：這是整個系統的控制器，設備的編程和控制起源于此。它類似于通常用于商業建筑的建筑管理系統 (BMS)。這些可以是具有廣泛網絡的相當復雜的計算機控制系統。在住宅環境中，我們通常將恒溫器視為 HVAC 系統的“BMS”?？梢允褂酶鼜碗s的住宅控制系統。
傳感器：這些是控制系統的反饋元件。例如，與太陽輻射傳感器耦合的溫度傳感器可用于控制隔熱窗簾的打開或關閉。更簡單地說，內部溫度傳感器可用于控制換氣扇的運行。
任何智能建筑，無論是商業還是住宅，都應該有像大腦一樣的BMS和像手一樣的樓宇自動化系統BAS。此外，每個智能建筑都應該有室外傳感器和室內傳感器，并且都可以通過移動應用程序進行連接和自動化。
3.3. 能源系統
該支柱的主要目標是利用各種資源（如太陽、風、水、地熱、生物質等）作為能源生產系統生產清潔和可再生能源。同樣，從表 3中可以看出，該支柱的范圍是通過不同類別的可再生能源供應來支持家庭，以實現家庭所需的足夠能源?？稍偕茉吹念悇e將通過 BIM（建筑信息模型）評估，通過添加插頭來計算能源消耗系統（針對家庭內的不同電器）。這將在未來的研究中得到體現。
3.3.1屋頂/南立面的光伏電池
代太陽能電池基于單晶半導體晶片。第二代在電池組裝中采用無機薄膜結構。它們的生產成本較低，但不到 14% 的非晶薄膜太陽能電池的效率低于代單結晶體太陽能電池的效率，后者可高達 27%。從理論上講，單結電池應該能夠表現出 ±33% 的大效率，這是 Shockley-Queisser 熱力學設定的限制。因此，需要一種新的太陽能電池技術來實現高于 33% 的效率，同時降低生產成本。第三代太陽能電池] 使這成為可能。
3.3.2. 太陽能熱系統
太陽能熱能可用于為家庭和公共場所提供熱水。聚合物納米顏料可用于墻壁、天花板、裝置、管道和儲罐的隔熱和防腐絕緣。這種涂料可以使用非常簡單的方法涂抹，例如噴涂、滾涂或刷涂，并提供隔熱效果。納米色絕緣材料以?。ㄎ⒚准墸└魺釋拥男问接糜诠I和建筑領域。
太陽能集熱器系統可分為 (a) 固定式或 (b) 集中式太陽能集熱器。固定式太陽能集熱器和聚光式太陽能集熱器的區別在于，固定式集熱器具有相同的面積來攔截和吸收太陽光強度，而聚光式集熱器具有反射面，可以將太陽光強度攔截并聚焦到更小的（焦點）區域，以獲得更高的工作流體溫度產生。固定式太陽能集熱器適合小規模發電，而聚光太陽能集熱器技術能夠大規模發電（表 4）
3.3.3. 風力發電機
隨著政府制定解決電力供應問題的戰略，他們應該鼓勵在全國范圍內投資風力渦輪機，以增加向清潔發電機的轉變，這反映了減少溫室氣體并為住房部門生產清潔能源。風力渦輪機是一種機器，它使用稱為風帆或葉片的葉片將風能轉換為旋轉能，然后通過齒輪傳動將其引導以驅動發電機。風力渦輪機用于發電。大多數風力渦輪機可以安裝在風電場一起發電。風力發電場的好位置通常位于多風的山頂、開闊的平原和海灘上。3.3.4節能電器
進行了一項研究，以確定黎巴嫩家用電器的基本特征以及黎巴嫩家庭對更節能選擇的理解和意愿。在他們的調查中，初步制定了電器清單，并詢問了大約 630 名受訪者有關所有權、使用模式、購買成本和更換率的問題，詳細信息列于下表 5
所有受訪者使用多的家用電器是冰箱、燈泡、烤箱、洗衣機和電視機。大型產品（如冰箱、洗衣機等）在需要更換之前具有相對較長的使用壽命。其他研究的結果表明，通過用節能家用電器替換現有電器，住宅部門的節電潛力將提高 20% 至 27.4%
我們提議的研究將集中在五種電器上，這些電器在該研究中占家庭用電量的很大一部分。選定的設備將是：
洗衣機
空調
電視
電燈泡
冰箱
材料特性、能源系統以及居住者的文化和社會行為這三大支柱之間存在可量化的關系，它們共同致力于黎巴嫩近零能耗建筑的新概念。新概念立足于被動式建筑技術、材料特性和智能技術之間的新興關系，為黎巴嫩和阿拉伯國家的近零能耗建筑設計開發功能改進框架。歐洲和中東近零能耗建筑設計的主要區別在于支柱“居住者的文化和社會行為”，它在這個等式中起著巨大的作用，因為根據居住者的行為和他們的文化來浪費能源。
擬議的框架將為未來的可持續發展戰略研究奠定堅實的基礎，并在面臨環境危機的國家改善功能性建筑，同時努力在阿拉伯地區實現近乎零能耗的建筑設計。該框架將幫助和指導建筑師使用經濟實惠的建筑技術建造一個環境友好型住宅，以緩解全球變暖和氣候變化等環境問題。如果不提高社區對居住者行為在減少建筑物內能源浪費方面的作用的認識，所有這些工作都無法進行。這項研究將是未來幾項研究的步，這些研究將為新建筑設計和現有建筑的功能改進制定發展戰略。
文章僅用于學習交流，版權歸原作者所有。
免責聲明：文中文字圖片均來源于網絡，如有侵權問題請聯系作者刪除！
