建筑節能技術發展研究分析

高 紅 斌

(山西省建筑材料工業設計研究院，山西 太原 030013)

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建筑節能技術發展研究分析

高 紅 斌

(山西省建筑材料工業設計研究院，山西 太原 030013)

介紹了節能指標的內涵及發展過程，提出了被動式建筑概念，從節能標準的頒布、總體設計規劃、外圍護結構的保溫、余能的收集等方面，闡述了建筑節能的相關措施，進而提出了“近零能耗”這一概念。

被動式建筑，近零能耗，節能標準，外圍護結構

0 引言

建筑節能是從20世紀80年代提出運用的，在我國運行的這幾十年中，節能技術得到了飛速的發展，由建筑物圍護結構節能，發展到建筑物全周期的耗能；由注重節能參數，發展到降低能耗建筑新技術的推廣。現在國際上提出“近零能耗”這個概念，我國也積極響應。

1 節能指標

最早的節能概念，是指實行建筑節能后，建筑物在正常使用條件下的節省能耗，是一個利用率的概念，主要體現在減少建筑物本身的熱能損失。達到這個指標，更多的是靠建筑新材料的運用，主要是外圍護部位，包括外墻、外窗、屋頂等。進入21世紀，節能的目標又更加深化為建筑物使用周期內，可能減少的能耗。我國建筑節能指標，最早的要求是80年代提出的30%，后來提出節能50%，再后來的65%，現在各大城市基本按75%執行，并且不僅對于新建建筑強制執行，有些城市已經開展老舊房屋的節能改造升級，爭取達到建筑節能的城市全覆蓋。同時，國際上很多經濟發達國家，已經提出近零能耗建筑的概念和技術，并開始實施。所以我國的節能發展目標也是建筑近零能耗。我國立即著手編寫《被動式超低能耗綠色建筑技術導則(試行)(居住建筑)》和《近零能耗建筑技術標準》兩部標準。這里的近零能耗標準和我們現在強制執行的65%節能標準，對建筑的要求差距很大，如何實現這個差距要求，并不是強調一兩個技術參數就可以實現的，更多的是采用全面的節能技術，使建筑物的運營能耗降下來。我國幅員遼闊，溫度跨度大，面對迥異的氣候，需要因地制宜的建立近零能耗的節能技術。

2 建筑節能措施

我國自1980年初開始，大力推廣節能技術和政策，無論從政策、技術到管理，都編制了一套完備的制度和措施，其程度、規模均得到了世界上的認可。

2.1 建筑節能相關標準的頒布

從20世紀80年代開始，一系列節能相關標準政策的出臺，也是我國建筑節能發展的最好證明。1986年8月1日頒布的JGJ 26—86民用建筑節能設計標準(采暖居住建筑部分)是第一部要求建筑節能30%的標準。后續的有：

1)設計規范。

JGJ 26—2010嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準、JGJ 134—2010夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準、JGJ 75—2012夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準、GB 50189—2015公共建筑節能設計標準。

2)測試驗收規范。

JGJ 132—2009居住建筑節能檢測標準、JGJ/T 177—2009公共建筑節能檢測標準、GB 50411—2007建筑節能工程施工質量驗收規范。

3)評價規范。

GB/T 50668—2011節能建筑評價標準、GB/T 50378—2014綠色建筑評價標準、GB/T 51165—2016綠色飯店建筑評價標準、JGJ/T 391—2016綠色建筑運行維護技術規范等眾多標準規范。

2.2 建筑節能相關措施的實行

2.2.1 建筑總體設計規劃

好的節能效率是建立在合理的建筑平面和適應自然的建筑風格基礎上的。具體表現形式體現在總體規劃和總平面設計上。一般應考慮通風、日照和朝向。

2.2.2 建筑外圍護結構的保溫

節能的關鍵在于控制耗能構件的導熱系數，直接與室外環境接觸的就是門窗、外墻材料、地面材質和屋頂保溫等。我國節能相關規范主要規定了這些材料的熱工性能等參數。

2.2.3 收集余能，提高能源利用率

生活中的廢熱或工廠中的余熱都是可以加以利用的有效能源，采用高級的余熱回收系統和技術，可以降低能耗損失。比如當今常采用的地源熱泵和新風系統，都是高效的能量傳輸設備，可以最小的避免能耗的損失和最大能量回收。根據用戶的設定，利用余熱回收系統，使住宅達到既舒適又節能的效果。

2.3 新能源技術井噴

十三五期間，國家大力推進光伏太陽能、風能、地熱能、生物能等可再生能源技術。新技術的應用一方面帶來更多的新技術的發展，另一方面也促成了對老舊不可再生資源的保護。國家相應推出優惠鼓勵政策，積極推進建筑節能的進步。

3 零能耗節能建筑

“近零能耗”建筑這個概念是德國的Voss.K在1992年提出的，意思是不消耗常規的非可再生能源，完全依靠太陽能等可再生能源。其中“被動房”是這類型建筑的代表。

被動房主要通過高效的保溫材料和圍護結構保證熱能的低損失量，再利用可再生能源及新風回收系統提供建筑所需的能源。這就要求新型保溫材料相關參數的過硬。可再生能源要充分利用，譬如，太陽能提供室內照明用電和其他電器的需要，地源熱泵控制室內溫度，新風系統保證空氣質量和熱交換的損失最小。運行方面需要全屋達到智能電氣化，合理運行控溫設備和照明設備，控制能耗在滿足舒適度的前提下不超標。最終構建均衡的能源分配控制系統，實現建筑的“零能耗”。

我國從2014年5月，由住房和城鄉建設部科技司組織，由中國建筑科學研究院具體落實的“被動式超低能耗綠色建筑項目”啟動。全國各地紛紛響應，共收到上報項目12個，其中住宅項目3個，公共建筑項目9個。這12個項目囊括在我們從南到北的各個區域，也可以很好的檢驗被動房的實際運行情況。其中較成功的有哈爾濱溪樹庭院住宅小區建設項目和秦皇島的在水一方住宅小區建設項目。這些成功的項目，都是優化了建筑外圍護結構，選用高效的保溫材料，增厚了保溫層，對于外窗玻璃采用了內充氬氣的雙層Low-E玻璃，這些措施可以在夏季高效抵擋太陽輻射，在冬季可以利用陽光獲取熱能并進行保溫。對于外遮陽設備，選用可調節式，使能耗大大低于傳統住宅。采用地源熱泵或土壤源熱泵技術從地下或土壤中獲取能量，用以制冷或供熱，比傳統的空調系統節能40%～50%，取消了傳統的供暖管網和供暖方式。經過使用論證，一年四季室內總能保持冬季20 ℃、夏季26 ℃的舒適區間。整個建筑物采用全置換式新風系統。保證室內舊空氣在極少損失熱能的前提下，更換為新鮮的室外空氣，保持室內濕度在30%～60%的范圍之間，保證室內環境的不干燥。這些項目最終被建設部認證為三星級綠色建筑。被國家建設部評價為:項目代表了未來建筑節能的發展方向，推動嚴寒地區建筑節能與綠色建筑工作科學快速發展，促進建筑行業轉型升級。

在辦公建筑類里中國建筑科學研究院環能院新建的近零能耗示范樓，采取高性能保溫隔熱材料，取消因供暖、空調而耗費的能源。整個建筑全部采用可再生能源，類似采用地源熱泵、太陽能，對于能源管理多采用智能化、精細化的科學運行管理。該建筑在冬季不使用常規能源，夏季制冷系統較常規系統節省50%能耗。照明方面，該建筑通過屋頂的光導管，將室外自然光引入室內，節約了室內照明的能耗。光導管的反射率高達99.7%，且不受黃昏、黎明甚至陰天的影響。經過一年的實際運行數據統計，全年冬季供暖66%負荷由地源熱泵提供，34%負荷由太陽能系統提供;全年夏季供冷78%負荷由地源熱泵系統提供，22%負荷由太陽能空調系統提供。經過數據分析，中國建筑科學研究院環能院近零能耗示范樓實現了節能80%以上的目標，成為中國建筑節能的領跑者。示范樓是中美清潔能源合作研究框架下，首個建成并良好運行的建筑，是中國建筑節能的里程碑。

4 結語

隨著節能要求的提高，我國提出一系列節能新要求，比如零能耗、海綿城市、綜合管廊等，都體現出節約型社會的需求。因此，在我國應積極推動被動式超級能耗建筑的發展，有效控制和降低建筑領域能源消耗，是我國建筑節能的有效途徑。

[1] 倪 龍,朱彥波,董重成.嚴寒地區住宅冬季置換通風測試分析[J].低溫建筑技術，2015(10):148-151.

[2] 張小玲.我國被動式房屋的發展現狀[J].建設科技，2015(15):16-23．

Analysis on building energy saving technology development research

Gao Hongbin

(ShanxiBuildingMaterialIndustryDesignAcademy,Taiyuan030013,China)

The thesis introduces the connotations and development process of energy saving index, puts forward passive building concept, describes relevant building energy saving measures from aspects of launching energy saving criteria, integral design planning, enclosure structure insulating and complementary energy collecting, and further puts forward the connect of “nearly-zero energy consumption”.

passive-style building, nearly-zero energy consumption, energy saving criteria, enclosure structure

1009-6825(2017)18-0186-02

2017-04-05

高紅斌(1970- )，男，工程師

TU201.5

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