近年來,超低能耗建筑發(fā)展備受關注。我國超低能耗建筑實現(xiàn)了從無到有、從少到多、從個別城市到全國范圍的規(guī)?;l(fā)展。中國建筑科學研究院專業(yè)總工、環(huán)能院院長徐偉在接受媒體采訪時曾直言不諱地稱,“中國建筑節(jié)能未來的發(fā)展方向和終極目標是近零能耗甚至是零能耗建筑。”
作為我國首部引領性建筑節(jié)能國家標準——《近零能耗建筑技術標準》(GB/T51350-2019)自2019年9月1日起實施。該《標準》的實施將對推動建筑節(jié)能減排、提升建筑室內(nèi)環(huán)境水平、調(diào)整建筑能源消費結構、促進建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級起到重要作用。
在近零能耗建筑供熱供冷系統(tǒng)的應用中,相較于其他供能方案,地源熱泵能效高,可同時供熱供冷,還可以供應生活熱水,能完美的匹配超低零能耗建筑的需求。徐偉院長在接受《地源熱泵》記者采訪時表示,“在超低近零能耗建筑案例收集分析過程中,不算住宅的話,公共建筑項目使用地源熱泵率高達70%-80%。”業(yè)內(nèi)人士認為,未來,近零能耗建筑有望成地源熱泵發(fā)展的新藍海。
標準規(guī)范助力超低能耗建筑可持續(xù)發(fā)展
行業(yè)標準的制訂為產(chǎn)業(yè)的規(guī)范和高效發(fā)展提供了必要的依據(jù)。將于今年9月1日正式實施的《近零能耗建筑技術標準》,涵蓋了總則、術語、基本規(guī)定、室內(nèi)環(huán)境參數(shù)、能效指標、技術參數(shù)、技術措施、評價、附錄等內(nèi)容。記者通過瀏覽發(fā)現(xiàn),該標準首次界定了我國超低能耗建筑、近零能耗建筑、零能耗建筑等相關概念,并明確了室內(nèi)環(huán)境參數(shù)和建筑能耗指標的約束性控制指標。
邁向零能耗建筑的過程中,根據(jù)能耗目標實現(xiàn)的難易程度表現(xiàn)為三種形式,即超低能耗建筑、近零能耗建筑及零能耗建筑。超低能耗建筑節(jié)能水平略低于近零能耗建筑,是近零能耗建筑的初級表現(xiàn)形式;零能耗建筑能夠達到能源產(chǎn)需平衡,是近零能耗建筑的高級表現(xiàn)形式。
“近零能耗建筑”旨在通過被動式建筑設計最大幅度降低建筑供暖、空調(diào)、照明等需求,通過主動技術措施最大幅度提高能源設備與系統(tǒng)效率,充分利用可再生能源,以最少的能源消耗提供舒適室內(nèi)環(huán)境。
《標準》提出的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)、能效指標控制和技術參數(shù)等內(nèi)容為我國實現(xiàn)更高室內(nèi)環(huán)境舒適性和節(jié)能目標提供了技術依據(jù)。如建筑主要房間室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù)顯示:冬季室內(nèi)溫度不低于20℃,夏季室內(nèi)溫度不高于26℃;冬季室內(nèi)相對濕度不低于30%,冬季室內(nèi)相對濕度不高于60%。近零能耗居住建筑能效指標和近零能耗公共建筑能效指標中“可再生能源利用率”均為不低于10%。
《標準》第7章節(jié)“技術措施”中,對建筑“供熱供冷系統(tǒng)”做了明確要求。供熱制冷系統(tǒng)冷熱源選擇時,應綜合經(jīng)濟技術因素進行性能參數(shù)優(yōu)化和方案比選,并宜符合下列規(guī)定:一是嚴寒地區(qū)采用分散供暖時,可采用燃氣供暖爐;采用集中供暖時,宜以地源熱泵、工業(yè)余熱或生物質(zhì)鍋爐為熱源,并采用低溫供暖方式。二是寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)宜采用地源熱泵或空氣源熱泵。三是夏熱冬暖地區(qū)宜采用磁懸浮機組等更高效的供冷設備。
資料顯示,在建筑能耗當中,建筑物采暖、通風和空調(diào)的能耗占建筑能耗的20%~40%。地源熱泵作為冷暖同源、高效節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng),在眾多的超低能耗綠色建筑解決方案中,能完美匹配超低近零能耗建筑的需求。
山東省建筑設計院二分院總工李向東認為,地源熱泵系統(tǒng)具有冷暖同源、系統(tǒng)簡潔、應用靈活、高效節(jié)能的特點,這契合了超低能耗建筑對可再生能源的利用需求。“近零能耗,超低能耗建筑,要求使用可再生能源,地源熱泵在超低能耗公共建筑中幾乎是一個必選的能源方式。”李向東表示,地源熱泵技術在超低能耗建筑中的應用具有很大的潛力。
而作為中美清潔能源合作項目——中國建筑科學研究院近零能耗示范樓,已受到社會各界的廣泛關注。該示范樓為四層辦公建筑,示范面積4025平方米,項目于2014年竣工完成,榮獲“2017年中國人居環(huán)境獎”等殊榮。
該示范樓的能源系統(tǒng)充分利用可再生能源,采用太陽能集熱系統(tǒng)和地源熱泵系統(tǒng)相結合的能源形式,不僅提高了空調(diào)環(huán)境的舒適性,而且與傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)相比有著顯著的節(jié)能效果。這棟樓達到了“冬季不使用傳統(tǒng)能源供暖,夏季供冷能耗降低50%”的節(jié)能技術和可再生能源聯(lián)合應用技術體系。它代表了建筑節(jié)能向更深、更高標準的發(fā)展方向。
技術標準體系的不斷健全完善,為超低能耗建筑未來發(fā)展打下良好的鋪墊。除了國家標準《近零能耗建筑技術標準》發(fā)布外,各地相關政府和機構也根據(jù)各地的實際情況,起草頒布了地方標準。如河北省自2015年2月27日至2019年1月1日,該省先后編制、實施4部(其中一部屬于修訂)超低能耗建筑標準,1節(jié)能構造圖集,5項省級施工工法,構建了全省的超低能耗建筑標準體系。如《被動式低能耗居住建筑節(jié)能設計標準》、《被動式低能耗建筑施工及驗收規(guī)程》、《被動式超低能耗公共建筑節(jié)能設計標準》、《被動式超低能耗居住建筑節(jié)能設計標準》和《被動式低能耗居住建筑節(jié)能構造》等標準。
政策激勵助推超低能耗建筑規(guī)?;l(fā)展
近年來,中國以超低能耗為目標的綠色建筑以每年翻一番的速度在向前發(fā)展。
2010年上海世博會的英國零碳館和德國漢堡之家是我國建筑邁向超低能耗的初步探索。2011年起,在中國住房和城鄉(xiāng)建設部與德國聯(lián)邦交通、建設及城市發(fā)展部的支持下,住房城鄉(xiāng)建設部科技發(fā)展促進中心與德國能源署引進德國建筑節(jié)能技術,建設了河北秦皇島在水一方、黑龍江哈爾濱溪樹庭院、河北省建筑科技研發(fā)中心科研辦公樓等建筑節(jié)能示范工程。2013年起,中美清潔能源聯(lián)合研究中心建筑節(jié)能工作組開展了近零能耗建筑、零能耗建筑節(jié)能技術領域的研究與合作,建造完成中國建筑科學研究院近零能耗建筑等示范工程,取得了非常好的節(jié)能效果和廣泛的社會影響。
2017年2月,住建部《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出,積極開展超低能耗建筑、近零能耗建筑建設示范,引領標準提升進程,在具備條件的園區(qū)、街區(qū)推動超低能耗建筑集中連片建設,到2020年,建設超低能耗、近零能耗建筑示范項目1000萬平米以上。
隨后,我國山東省、河北省、河南省、北京市、石家莊市等省市針對超低能耗建筑示范推廣的政策不斷出臺,紛紛提出發(fā)展目標,并給與財政補貼、等方面的政策優(yōu)惠,在一定程度上有力促進了當?shù)爻湍芎慕ㄖl(fā)展。
以河北省為例,自2019年1月1日起施行的《河北省促進綠色建筑發(fā)展條例》提出,要充分利用可再生能源,以更少的能源消耗提供舒適室內(nèi)環(huán)境。把超低能耗建筑建設作為“建筑能效提升工程”重要工作來抓。提倡建設超低能耗建筑全覆蓋住宅小區(qū),鼓勵集中連片建設超低能耗建筑。
數(shù)據(jù)顯示,目前,河北省13個市(11個設區(qū)市+2個省直管縣)已有10個開展了超低能耗建筑建設。到2018年底,全省累計建設超低能耗建筑近30個、213.42萬平方米,其中竣工16個、27.52萬平方米,超低能耗區(qū)域面積分別為177.87萬平方米和25.69萬平方米。河北省竣工和在建的超低能耗綠色建筑面積居全國首位。
在市級層面上,《石家莊市人民政府關于加快推進被動式超低能耗建筑發(fā)展的實施意見》指出到2020年,全市累計開工建設被動房不低于100萬平方米;保定市人民政府印發(fā)的《關于推進被動式超低能耗綠色建筑發(fā)展的實施意見(試行)》指出到2019年,保定市超低能耗建筑用地面積不少于當年建設供地面積總量的10%;到2020年,應不少于20%。
在政策的驅(qū)動下,我國超低能耗建筑已呈現(xiàn)出規(guī)模化發(fā)展的態(tài)勢。正如徐偉院長在今年7月11日召開的“超低/近零能耗建筑規(guī)?;茝V的政策、產(chǎn)業(yè)和市場研究”項目啟動會上所說:“通過近10年的研究探索,超低/近零能耗建筑已經(jīng)從試點示范逐步進入規(guī)模化推廣的階段,未來某些城市和新區(qū)可能會有超低能耗建筑跨越式發(fā)展的動力和需求。”
在超低能耗建筑走向成熟的發(fā)展道路上,不可避免地存在一些問題和瓶頸。徐偉院長撰文指出,“可再生能源和蓄能技術耦合應用關鍵技術”是近零能耗建筑待解決技術瓶頸之一。其表現(xiàn)為:太陽能、地源熱泵在近零能耗建筑的高效應用關鍵產(chǎn)品研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化,研究不同氣候區(qū)域近零能耗建筑充分利用可再生能源和蓄能技術與常規(guī)能源系統(tǒng)的配合策略。相信,隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們對人居環(huán)境要求的日趨提高,近零能耗建筑相關的技術也會持續(xù)的得到改善和解決。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士預計到2020年,中國至少將建成5000個近零能耗建筑,建筑面積超過1億平方米,產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達到千億元級,促進建筑規(guī)劃、設計、施工、咨詢、建材、設備行業(yè)的全面升級換代。未來,在政策支持和市場需求下,加上地源熱泵自身擁有的獨特優(yōu)勢,超低零能耗建筑有望成地源熱泵發(fā)展的新藍海。(文/代海雷)
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