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中國住建十年之超低能耗建筑

2022-11-16 09:56來源:建筑雜志社、嘉興城鄉(xiāng)建設
文章附圖



中國建筑節(jié)能研究檢測中心(寶業(yè)集團聯合中美綠色基金和中國建筑節(jié)能協會,在紹興市建設的中國建筑節(jié)能領域的標桿項目)



超低能耗建筑的十年發(fā)展


近年來,我國大力推廣超低能耗建筑,取得了令人矚目的成績,正迎頭趕上發(fā)達國家。


2012年以來,以國際合作為基礎,我國啟動了超低能耗建筑關鍵技術合作研究與示范等項目,因地制宜探索了適宜我國國情的超低能耗建筑解決方案。通過試點示范,超低能耗建筑得到了社會各界的充分認可,也于2016年被首次寫入《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》《城市適應氣候變化行動方案》等國家文件,積極引導各地開展試點示范。

隨著建設規(guī)模的擴大以及建筑類型的完善,在充分總結經驗做法的基礎上,2019年,國家推薦性標準《近零能耗建筑技術標準》頒布施行,是國際上零能耗建筑領域首部以國家標準形式頒布的技術文件,提出了不同氣候區(qū)、不同類型的超低能耗建筑的室內環(huán)境參數、建筑能耗指標等約束性控制指標,實現了標準體系的突破。


“十三五”期間,“近零能耗建筑技術體系及關鍵技術開發(fā)”等國家重點研發(fā)計劃項目啟動,研發(fā)了高性能節(jié)能窗、低溫熱泵熱風機、新風環(huán)境控制一體機和群智能樓宇控制等一系列新設備,實現了技術的突破。截至2021年底,我國累計建設完成超低、近零能耗建筑面積1000余萬㎡。


我國超低能耗建筑正由試點示范向規(guī)?;l(fā)展轉變。2021年以來,北京、河北、山東等省市以及沈陽、大連等城市,在建筑節(jié)能和綠色建筑、城鄉(xiāng)建設發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護、資源節(jié)約和循環(huán)經濟等規(guī)劃中都明確了超低能耗建筑的發(fā)展目標,規(guī)劃建設規(guī)模已超過《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》提出的0.5億㎡的發(fā)展目標,更是達到“十三五”全國建設總量的5倍以上。


較普通建筑而言,超低能耗建筑所采用的材料性能更優(yōu)、建造過程更精細、使用壽命更長,可以營造舒適性更高、空氣品質更好、隔聲效果更佳的建筑室內環(huán)境,已成為我國城鄉(xiāng)建設領域實現“雙碳”目標的重要措施。

什么是超低能耗建筑?


根據國家最新的建筑技術標準,超低能耗建筑可以這樣來描述:適應建筑當地氣候特征和場地條件,通過被動式建筑設計最大幅度降低建筑供暖、空調、照明需求,通過主動技術措施最大幅度提高能源設備與系統效率,充分利用可再生能源,以最少的能源消耗提供舒適的室內環(huán)境,其建筑能耗水平相較2015年前后新建建筑降低50%以上。


我國對超低能耗建筑每年的能耗數有具體規(guī)定,如嘉興處于夏熱冬冷地區(qū),居住建筑每年的能耗綜合值,應≤65KWh/㎡,即平均每平方米每年耗電量不大于65度。


何為被動式建筑設計?


被動式建筑設計,就是通過一系列建筑設計與技術手段,大幅降低建筑在人們生產生活過程中,對夏季制冷、冬季供暖、通風、照明等能源消耗的需求。

這些設計措施與技術手段,在建筑本體建成后就已經固化,與建筑結合為一個整體了。在后續(xù)的運營使用階段,不需再投入運營費用,就可以持續(xù)地幫助建筑達到節(jié)能的目的。

這些建筑設計與技術手段包括:


1.充分利用自然采光與通風


2.在建筑外墻、屋頂大量使用優(yōu)質的保溫隔熱材料,阻止夏季外部熱量傳入室內與冬季內部熱量的流失。


3.門窗采用隔熱性能優(yōu)異的框料,配合帶一層、二層空氣間層的中空玻璃,最外層玻璃帶有熱反射性能涂層。


4.門窗、甚至建筑整體有良好的氣密性設計與施工工藝,防止室內外溫差較大時,空氣大量滲透導致的冷、熱量損失。


5.外窗設置固定或活動遮陽,防止夏季陽光過量直射,導致室內過熱的同時,保證室內冬季能夠獲得足夠的日照時間與熱量,減少供暖需求。


6.規(guī)避冷熱橋設計,避免建筑內表面在冬季或潮濕天氣產生冷凝或結露,也避免室內冷、熱量的流失。



主動技術措施有哪些?


主動技術措施,主要是指為了滿足建筑既定的使用功能和內環(huán)境的健康舒適性,而采用的各種供暖、制冷、通風、照明、供水、電梯、智能化等設備。這些設備在建筑運營過程中,需要消耗能源才能完成既定的功能。


1.供熱供冷系統優(yōu)先選用高能效等級的產品,并應提高系統能效,循環(huán)水泵、通風機等用能設備應采用變頻調速,照明優(yōu)先選用LED光源。


2.優(yōu)先利用工業(yè)余熱,選用地源、水源、空氣源等自然冷、熱源。


3.根據建筑冷熱負荷特征,設置新風熱回收系統和適宜的除濕技術措施。


4.具有樓宇自控系統,對室內環(huán)境,如日照、溫度、濕度、二氧化碳濃度、使用人數等情況進行檢測,根據末端用冷、用熱、用水、通風、照明、電梯等使用需求,自動調節(jié)主要供應設備和系統的運行情況。


5.具有建筑能耗監(jiān)測系統,可對各用能單位的能耗情況進行跟蹤、核算、評價與預測,指導用能單位優(yōu)化不良用能習慣。



可再生能源有哪些?


可再生能源包括太陽能、水能、風能、生物質能、波浪能、潮汐能、海洋溫差能、地熱能等。它們在自然界可以循環(huán)再生,是取之不盡,用之不竭的能源。目前我國運用較廣泛的可再生能源有:


1.太陽能,包括光伏和光熱兩種利用形式


2.水能,水力發(fā)電站

3.風能,風力發(fā)電

4.空氣能,空氣源熱水器

5.地熱能,地源熱泵空調機組

如何衡量舒適室內環(huán)境?


超低能耗建筑的節(jié)能,是建立在一定的舒適性條件與生活品質之上的,如果夏天氣溫達到40℃都不開空調,冬天零下10℃都不用制暖,天一黑就關燈睡覺,那么節(jié)能就背離了健康、舒適的原則,與人民對美好生活的向往背道而馳。

國家標準對住宅室內環(huán)境的健康與舒適性,做了如下規(guī)定:

1.溫度:冬季≥20℃、夏季≤26℃

2.濕度:冬季≥30%,夏季≤60%

3.新風量:≥30m3/小時·人

4.噪聲:白天≤40分貝,夜間≤30分貝

超低能耗建筑可通過適應氣候特征和場地條件,充分利用自然通風、天然采光以及圍護結構保溫隔熱等技術措施,采用高效能源設備,最大幅度降低建筑供暖、空調、照明能耗。在超低能耗建筑基礎上,增加可再生能源建筑應用等技術措施,可實現近零能耗、零碳零能耗建筑。
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