我国“近零能耗建筑”的发展之路

“零能耗建筑”一词,可以最早追溯到1976 年。丹麦技术大学Torben V. Esbensen 等通过理论计算和实验测试研究了丹麦地区一栋单层独户居住建筑太阳能冬季供暖综合利用过程,首次提出“零能耗建筑(住宅)”。

丹麦哥本哈根UN City 近零能耗建筑

图:丹麦哥本哈根UN City
采用海水冷却系统,几乎不需要额外电力来为建筑提供冷风空调。屋顶安装1400 多块太阳能面板,每年可为建筑提供30 万千瓦时电力。在节水方面,该建筑每年可收集300万升雨水用来冲洗马桶[2]

实现“零能耗建筑”往往要求精细的围护、精心的设计、高性能的设备,然而这又导致了建筑成本大幅度提升。鉴于此,目前国内更加广泛认可实施“近零能耗建筑”(nearly zero energy buildings) 。

表1  欧美“近零能耗建筑”示范项目特征参数汇总

欧美“近零能耗建筑”示范项目

我国对于“近零能耗建筑”相关技术引进较晚。2010年上海世博会上引人注目的“德国汉堡之家”是中国引进的第一座经过认证的“近零能耗建筑”。

德国汉堡之家 近零能耗建筑

图:德国汉堡之家——单位面积每年采暖能耗仅为普通建筑的5%[3]
“汉堡之家”外墙采用了高隔热隔音、密封性强的新型建材,屋顶安装有450平方米的光伏发电设备,采暖和制冷所需的能量源自地源热泵,采用了具有热回收、制冷和除湿功能的通风装置

近年来,随着中国政府及相关科研人对建筑节能工作的不断重视,“近零能耗建筑”的出现为中国建筑节能提供了一个良好的技术支撑。通过中国“近零能耗建筑”示范项目,积极探讨零能耗建筑的技术路线,同时不断总结相关技术经验,最终获得适合我国“近零能耗建筑”发展的技术路线。

近零能耗建筑技术路线

图1  中国“近零能耗建筑技术路线”图[1]

准确预测建筑负荷和相关能耗是“近零能耗建筑”设计的基础,通过“被动式”设计降低负荷是关键,通过采用高性能建筑能源系统、暖通空调系统及可再生能源建筑系统是核心,监控、调试及运行策略控制是后期的有效保障,最终通过“近零能耗建筑”自愿标识和认证,从而促进和推动市场行业的发展。

“近零能耗建筑”在中国迅速发展,但仍存在一些问题需要加以解决:[1]

1) 统一定义,设定中长期发展目标

2) 明确“近零能耗建筑”指标及建筑特征

3) 节能产品、设备的性能需大幅度提升

4) 可再生能源+ 暖通空调系统的能效提升

5) 既有示范建筑的后续监测、评估和持续改进

6) 不能完全照搬国外的做法,建立符合我国国情的技术体系

参考资料:
[1] 徐伟,刘志坚,陈曦,张时聪. 关于我国“近零能耗建筑”发展的思考[J]. 建筑科学,2016,04:1-5.
[2] archdaily: UN City / 3XN
[3] 新浪博客:德国汉堡之家建筑节能集成技术说明

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