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中国住建十年之超低能耗建筑

2022-11-16 09:56来源:建筑杂志社、嘉兴城乡建设
文章附图



中国建筑节能研究检测中心(宝业集团联合中美绿色基金和中国建筑节能协会,在绍兴市建设的中国建筑节能领域的标杆项目)



超低能耗建筑的十年发展


近年来,我国大力推广超低能耗建筑,取得了令人瞩目的成绩,正迎头赶上发达国家。


2012年以来,以国际合作为基础,我国启动了超低能耗建筑关键技术合作研究与示范等项目,因地制宜探索了适宜我国国情的超低能耗建筑解决方案。通过试点示范,超低能耗建筑得到了社会各界的充分认可,也于2016年被首次写入《“十三五”节能减排综合工作方案》《城市适应气候变化行动方案》等国家文件,积极引导各地开展试点示范。

随着建设规模的扩大以及建筑类型的完善,在充分总结经验做法的基础上,2019年,国家推荐性标准《近零能耗建筑技术标准》颁布施行,是国际上零能耗建筑领域首部以国家标准形式颁布的技术文件,提出了不同气候区、不同类型的超低能耗建筑的室内环境参数、建筑能耗指标等约束性控制指标,实现了标准体系的突破。


“十三五”期间,“近零能耗建筑技术体系及关键技术开发”等国家重点研发计划项目启动,研发了高性能节能窗、低温热泵热风机、新风环境控制一体机和群智能楼宇控制等一系列新设备,实现了技术的突破。截至2021年底,我国累计建设完成超低、近零能耗建筑面积1000余万㎡。


我国超低能耗建筑正由试点示范向规模化发展转变。2021年以来,北京、河北、山东等省市以及沈阳、大连等城市,在建筑节能和绿色建筑、城乡建设发展、生态环境保护、资源节约和循环经济等规划中都明确了超低能耗建筑的发展目标,规划建设规模已超过《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》提出的0.5亿㎡的发展目标,更是达到“十三五”全国建设总量的5倍以上。


较普通建筑而言,超低能耗建筑所采用的材料性能更优、建造过程更精细、使用寿命更长,可以营造舒适性更高、空气品质更好、隔声效果更佳的建筑室内环境,已成为我国城乡建设领域实现“双碳”目标的重要措施。

什么是超低能耗建筑?


根据国家最新的建筑技术标准,超低能耗建筑可以这样来描述:适应建筑当地气候特征和场地条件,通过被动式建筑设计最大幅度降低建筑供暖、空调、照明需求,通过主动技术措施最大幅度提高能源设备与系统效率,充分利用可再生能源,以最少的能源消耗提供舒适的室内环境,其建筑能耗水平相较2015年前后新建建筑降低50%以上。


我国对超低能耗建筑每年的能耗数有具体规定,如嘉兴处于夏热冬冷地区,居住建筑每年的能耗综合值,应≤65KWh/㎡,即平均每平方米每年耗电量不大于65度。


何为被动式建筑设计?


被动式建筑设计,就是通过一系列建筑设计与技术手段,大幅降低建筑在人们生产生活过程中,对夏季制冷、冬季供暖、通风、照明等能源消耗的需求。

这些设计措施与技术手段,在建筑本体建成后就已经固化,与建筑结合为一个整体了。在后续的运营使用阶段,不需再投入运营费用,就可以持续地帮助建筑达到节能的目的。

这些建筑设计与技术手段包括:


1.充分利用自然采光与通风


2.在建筑外墙、屋顶大量使用优质的保温隔热材料,阻止夏季外部热量传入室内与冬季内部热量的流失。


3.门窗采用隔热性能优异的框料,配合带一层、二层空气间层的中空玻璃,最外层玻璃带有热反射性能涂层。


4.门窗、甚至建筑整体有良好的气密性设计与施工工艺,防止室内外温差较大时,空气大量渗透导致的冷、热量损失。


5.外窗设置固定或活动遮阳,防止夏季阳光过量直射,导致室内过热的同时,保证室内冬季能够获得足够的日照时间与热量,减少供暖需求。


6.规避冷热桥设计,避免建筑内表面在冬季或潮湿天气产生冷凝或结露,也避免室内冷、热量的流失。



主动技术措施有哪些?


主动技术措施,主要是指为了满足建筑既定的使用功能和内环境的健康舒适性,而采用的各种供暖、制冷、通风、照明、供水、电梯、智能化等设备。这些设备在建筑运营过程中,需要消耗能源才能完成既定的功能。


1.供热供冷系统优先选用高能效等级的产品,并应提高系统能效,循环水泵、通风机等用能设备应采用变频调速,照明优先选用LED光源。


2.优先利用工业余热,选用地源、水源、空气源等自然冷、热源。


3.根据建筑冷热负荷特征,设置新风热回收系统和适宜的除湿技术措施。


4.具有楼宇自控系统,对室内环境,如日照、温度、湿度、二氧化碳浓度、使用人数等情况进行检测,根据末端用冷、用热、用水、通风、照明、电梯等使用需求,自动调节主要供应设备和系统的运行情况。


5.具有建筑能耗监测系统,可对各用能单位的能耗情况进行跟踪、核算、评价与预测,指导用能单位优化不良用能习惯。



可再生能源有哪些?


可再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。它们在自然界可以循环再生,是取之不尽,用之不竭的能源。目前我国运用较广泛的可再生能源有:


1.太阳能,包括光伏和光热两种利用形式


2.水能,水力发电站

3.风能,风力发电

4.空气能,空气源热水器

5.地热能,地源热泵空调机组

如何衡量舒适室内环境?


超低能耗建筑的节能,是建立在一定的舒适性条件与生活品质之上的,如果夏天气温达到40℃都不开空调,冬天零下10℃都不用制暖,天一黑就关灯睡觉,那么节能就背离了健康、舒适的原则,与人民对美好生活的向往背道而驰。

国家标准对住宅室内环境的健康与舒适性,做了如下规定:

1.温度:冬季≥20℃、夏季≤26℃

2.湿度:冬季≥30%,夏季≤60%

3.新风量:≥30m³/小时·人

4.噪声:白天≤40分贝,夜间≤30分贝

超低能耗建筑可通过适应气候特征和场地条件,充分利用自然通风、天然采光以及围护结构保温隔热等技术措施,采用高效能源设备,最大幅度降低建筑供暖、空调、照明能耗。在超低能耗建筑基础上,增加可再生能源建筑应用等技术措施,可实现近零能耗、零碳零能耗建筑。