被動(dòng)式低能耗建筑技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟2023-02-03 16:52發(fā)表于北京

#低能耗建筑14個(gè)

#零碳建筑5個(gè)

#技術(shù)研討22個(gè)

人類正面臨著氣候變暖這一全球性的問題,，為了應(yīng)對(duì)這一問題，我國(guó)提出了碳達(dá)峰,、碳中和的“雙碳”目標(biāo),，此目標(biāo)的提出將把綠色發(fā)展的道路提升到新的高度，我國(guó)目前處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的階段,，“十四五”是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期,、窗口期，如何在保證經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的情況下有效地降低碳排放成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要目標(biāo),，建筑領(lǐng)域作為我國(guó)主要碳排放的來源之一,，零碳建筑的實(shí)現(xiàn)是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要方面，而可再生能源的有效利用是近零碳建筑實(shí)現(xiàn)的重要措施,。

我國(guó)建筑領(lǐng)域的節(jié)能減排經(jīng)歷了節(jié)能建筑、綠色建筑,、超低能耗建筑,、近零能耗建筑、零能耗建筑幾個(gè)主要發(fā)展階段,，在雙碳背景下，隨著城鎮(zhèn)化和人民生活水平的提高,，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,，城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳排放種類和占比將持續(xù)上升，在“能源,，碳排放”的雙重約束下,，推動(dòng)了建筑領(lǐng)域的低碳轉(zhuǎn)型，在零能耗建筑的基礎(chǔ)上,，結(jié)合建筑全生命周期,，提出了近零碳建筑、零碳建筑,，零碳建筑考慮的不僅僅是建筑運(yùn)行階段的碳排放,，更是全面考慮建筑建造過程中的隱含碳排放，目標(biāo)是在建筑的全生命周期中實(shí)現(xiàn)碳的零排放,。

零碳建筑是指充分利用建筑本體節(jié)能措施和可再生能源,，使可再生能源二氧化碳年減碳量大于等于建筑全年全部二氧化碳排放量的建筑，它除了采用被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)中的高效保溫、高效節(jié)能窗等被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)外,，更多的是通過主動(dòng)技術(shù)措施提高能源設(shè)備與系統(tǒng)的效率,，引入更多的智能控制技術(shù)，充分利用可再生能源,，同時(shí)注重實(shí)現(xiàn)材料和產(chǎn)品的循環(huán)利用,，有效的減少建筑全生命周期的減少碳排放。

零碳建筑設(shè)計(jì)通過被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)最大幅度降低建筑對(duì)能源的需求,，通過主動(dòng)技術(shù)措施在運(yùn)行過程中采用節(jié)能減排措施使建筑排放的碳量處于較低水平。

（1）在方案設(shè)計(jì)階段通過以氣候特征為引導(dǎo)進(jìn)行建筑方案設(shè)計(jì),，規(guī)劃設(shè)計(jì)在建筑布局、朝向,、體型系數(shù)和使用功能方面,，體現(xiàn)零碳建筑的理念和特點(diǎn)，并注重與氣候的適應(yīng)性,。嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冬季以保溫和獲得太陽能為主,，兼顧夏季隔熱遮陽要求；通過建筑設(shè)計(jì)研究制定合理的新風(fēng)處理方案,，并進(jìn)行氣流組織的優(yōu)化設(shè)計(jì),，過渡季節(jié)能實(shí)現(xiàn)充分的自然通風(fēng)。

（2）建筑外維護(hù)結(jié)構(gòu)采用高性能的建筑保溫系統(tǒng)和門窗,，維護(hù)結(jié)構(gòu)及外窗的保溫性能的確定遵循性能化設(shè)計(jì)原則,，通過能耗模擬技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析后確定，保溫材料選擇性能更高的保溫材料,，減少保溫層厚度,，外窗選用傳熱系數(shù)更低的被動(dòng)窗。

（3）施工圖設(shè)計(jì)階段通過節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì),，斷熱橋材料的使用,，實(shí)現(xiàn)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的無熱橋設(shè)計(jì)及建筑整體的高氣密性，以達(dá)到近零碳建筑的設(shè)計(jì)要求,。

（1）遮陽設(shè)計(jì)方面根據(jù)地區(qū)的氣候特點(diǎn)、房間的使用要求以及窗口所在朝向綜合考慮,，近零碳建筑一般采用可調(diào)節(jié)外遮陽,、遮陽反光板+內(nèi)遮陽、玻璃內(nèi)置電動(dòng)百葉遮陽系統(tǒng),、太陽能與建筑一體化遮陽的光電幕墻遮陽,，光電板遮陽等幾種形式來兼顧夏季遮陽與冬季得熱；遮陽系統(tǒng)的控制方式也引入了智能控制系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)可根據(jù)太陽照射高度位置,、方向及太陽光的強(qiáng)弱的感應(yīng)而自動(dòng)調(diào)節(jié)遮陽板的遮陽方向,、角度、位置,、遮陽面積大小等,，以達(dá)到精確控制夏季遮陽與冬季室內(nèi)得熱的需求；

（2）高效的新風(fēng)熱回收系統(tǒng),，零碳建筑采用高效新風(fēng)熱回收系統(tǒng),，通過回收利用排風(fēng)中的能量降低供暖制冷需求，實(shí)現(xiàn)超低能耗目標(biāo),；新風(fēng)熱回收主要是通過熱交換器來回收排風(fēng)中的冷（熱）能,，對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)處理，根據(jù)回收熱量的形式可分為顯熱交換器和全熱交換器兩類,，空氣中的能量包括顯熱（溫度）和潛熱（濕度）,，顯熱交換器僅回收排風(fēng)中的顯熱，全熱交換器不僅能回收排風(fēng)中的顯熱,，還能回收排風(fēng)中的潛熱,，從節(jié)能效果上顯熱交換器不如全熱交換器，另外由于顯熱交換器不能調(diào)節(jié)濕度,，所以結(jié)露風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全熱交換器,。

（3）地道風(fēng)技術(shù)，有條件時(shí),，高效新風(fēng)熱回收系統(tǒng)宜利用土壤蓄存的熱量和冷量,，即以地道風(fēng)（土壤熱交換器）的方式對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱預(yù)冷，地道風(fēng)是利用土壤夏冷冬熱的特點(diǎn)為建筑提供熱（冷）能,，通過設(shè)計(jì)階段對(duì)管道冷卻能力的計(jì)算,，確定管道的尺寸、長(zhǎng)度,、埋深及間距等,，利用地道風(fēng)技術(shù),，可以有效的縮短空調(diào)開啟時(shí)間,，極大限度的降低建筑的使用能耗。

（4）地源熱泵技術(shù),，地源熱泵指所有使用大地作為冷熱源的熱泵全部稱為地源熱泵,，包括土壤熱泵（即地耦合熱泵），地下水熱泵,，地表水熱泵（包括江河湖海的水）等,，是利用地球表面淺層地?zé)豳Y源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)，是一種既能供熱又能制冷的高效節(jié)能環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng),，通過輸入少量的電能,，即可實(shí)現(xiàn)較多的能量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩吹霓D(zhuǎn)移，利用地源熱泵技術(shù)制冷,，與傳統(tǒng)中央空調(diào)技術(shù)相比可以能耗可降低20%以上,，是一種清潔高效的能源利用形式；水源熱泵由于需要利用地球表面淺層的水源,，存在對(duì)水源造成污染的可能性,，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)充分了解項(xiàng)目的水源情況，不得對(duì)地下水造成污染,。

（5）空氣源熱泵技術(shù),，空氣源熱泵是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的，利用空氣中的熱量作為低溫?zé)嵩?，?jīng)過空調(diào)冷凝器或蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換,，然后通過循環(huán)系統(tǒng)，提取或釋放熱能,，利用機(jī)組循環(huán)系統(tǒng)將能量轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)用戶需求,，它能通過使用少量的電能將低溫?zé)嵩粗械臒崃哭D(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩粗械难b置，在冬季將室外空氣中的熱量轉(zhuǎn)移到室內(nèi)空氣中,，夏季將室內(nèi)空氣中的熱量轉(zhuǎn)移到室外空氣中,；熱泵屬于冷熱一體機(jī)，設(shè)備利用率較高,，且空氣是優(yōu)良的低位熱源,，但空氣源熱泵機(jī)組的制熱量受室外空氣狀態(tài)影響顯著，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮室外溫度,、濕度及結(jié)霜,、融霜狀況后，對(duì)機(jī)組額定工況下制熱性能進(jìn)行修正才能衡量空氣源熱泵機(jī)組是否可以滿足設(shè)計(jì)需求,，總體來說適用范圍較廣,，運(yùn)行成本低，節(jié)能效果突出,，具有顯著的節(jié)能效益和環(huán)保效益,。

（6）太陽能系統(tǒng)，太陽能系統(tǒng)在建筑中的利用主要有附加光伏系統(tǒng)（BAPV）,、光伏一體化建筑（BIPV）與光伏光熱一體化技術(shù)（PVT）三種形式,，附加光伏系統(tǒng)（BAPV）是最早且最常用的一種形式，它與建筑結(jié)構(gòu)常見安裝形式主要是屋頂光伏電站,；建筑光伏一體化（BIPV）是將光伏建材產(chǎn)品與建筑融為一體,，直接替代原有建筑結(jié)構(gòu),，BIPV采用的光伏技術(shù)目前主要可分為晶硅光伏組件和薄膜光伏組件，晶硅組件是目前市場(chǎng)的主流產(chǎn)品,，單位裝機(jī)功率高,，轉(zhuǎn)化效率可達(dá)16%至22%，同樣裝機(jī)面積下發(fā)電量?jī)?yōu)于薄膜組件,，但由于工藝原因,，其色彩一致性較差，影響建筑的整體效果,，相比于晶硅組件,，碲化鎘薄膜組件具有弱光效應(yīng)好、透光率高,、可定制化外觀,、熱斑效應(yīng)弱等特點(diǎn)，未來能讓光伏在建筑上的應(yīng)用更加多樣化,；太陽能光伏光熱一體化（PVT）組件主要由光伏與光熱兩個(gè)部分組成,，光伏部分采用技術(shù)成熟的太陽能光伏面板，通過控制系統(tǒng)為建筑提供所需電能,，光熱部分主要為集熱器,，將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，同時(shí)使用熱循環(huán)機(jī)制,，冷卻太陽電池,，提高光電轉(zhuǎn)換效率，更高效地利用太陽熱能,，太陽能光熱系統(tǒng)可用于供暖,、熱水、光熱發(fā)電系統(tǒng),。

零碳建筑對(duì)碳排放的要求包含隱含碳、運(yùn)營(yíng)碳和全生命周期的碳排放三個(gè)方面,，其目的就是不斷推動(dòng)建筑領(lǐng)域從建造,、設(shè)計(jì)、施工及使用的整個(gè)全生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)最小的碳排放和最好的資源利用效率,，以達(dá)到節(jié)約能源,，降低建筑自身能耗的目的，為我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的按時(shí)完成提供支撐,，也為全球的碳減排做出更多的貢獻(xiàn),。

來源《中國(guó)科技信息》2022年第9期