建筑节能技术发展研究分析

高 红 斌

(山西省建筑材料工业设计研究院，山西 太原 030013)



建筑节能技术发展研究分析

高 红 斌

(山西省建筑材料工业设计研究院，山西 太原 030013)

介绍了节能指标的内涵及发展过程，提出了被动式建筑概念，从节能标准的颁布、总体设计规划、外围护结构的保温、余能的收集等方面，阐述了建筑节能的相关措施，进而提出了“近零能耗”这一概念。

被动式建筑，近零能耗，节能标准，外围护结构

0 引言

建筑节能是从20世纪80年代提出运用的，在我国运行的这几十年中，节能技术得到了飞速的发展，由建筑物围护结构节能，发展到建筑物全周期的耗能；由注重节能参数，发展到降低能耗建筑新技术的推广。现在国际上提出“近零能耗”这个概念，我国也积极响应。

1 节能指标

最早的节能概念，是指实行建筑节能后，建筑物在正常使用条件下的节省能耗，是一个利用率的概念，主要体现在减少建筑物本身的热能损失。达到这个指标，更多的是靠建筑新材料的运用，主要是外围护部位，包括外墙、外窗、屋顶等。进入21世纪，节能的目标又更加深化为建筑物使用周期内，可能减少的能耗。我国建筑节能指标，最早的要求是80年代提出的30%，后来提出节能50%，再后来的65%，现在各大城市基本按75%执行，并且不仅对于新建建筑强制执行，有些城市已经开展老旧房屋的节能改造升级，争取达到建筑节能的城市全覆盖。同时，国际上很多经济发达国家，已经提出近零能耗建筑的概念和技术，并开始实施。所以我国的节能发展目标也是建筑近零能耗。我国立即着手编写《被动式超低能耗绿色建筑技术导则(试行)(居住建筑)》和《近零能耗建筑技术标准》两部标准。这里的近零能耗标准和我们现在强制执行的65%节能标准，对建筑的要求差距很大，如何实现这个差距要求，并不是强调一两个技术参数就可以实现的，更多的是采用全面的节能技术，使建筑物的运营能耗降下来。我国幅员辽阔，温度跨度大，面对迥异的气候，需要因地制宜的建立近零能耗的节能技术。

2 建筑节能措施

我国自1980年初开始，大力推广节能技术和政策，无论从政策、技术到管理，都编制了一套完备的制度和措施，其程度、规模均得到了世界上的认可。

2.1 建筑节能相关标准的颁布

从20世纪80年代开始，一系列节能相关标准政策的出台，也是我国建筑节能发展的最好证明。1986年8月1日颁布的JGJ 26—86民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)是第一部要求建筑节能30%的标准。后续的有：

1)设计规范。

JGJ 26—2010严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准、JGJ 134—2010夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准、JGJ 75—2012夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准、GB 50189—2015公共建筑节能设计标准。

2)测试验收规范。

JGJ 132—2009居住建筑节能检测标准、JGJ/T 177—2009公共建筑节能检测标准、GB 50411—2007建筑节能工程施工质量验收规范。

3)评价规范。

GB/T 50668—2011节能建筑评价标准、GB/T 50378—2014绿色建筑评价标准、GB/T 51165—2016绿色饭店建筑评价标准、JGJ/T 391—2016绿色建筑运行维护技术规范等众多标准规范。

2.2 建筑节能相关措施的实行

2.2.1 建筑总体设计规划

好的节能效率是建立在合理的建筑平面和适应自然的建筑风格基础上的。具体表现形式体现在总体规划和总平面设计上。一般应考虑通风、日照和朝向。

2.2.2 建筑外围护结构的保温

节能的关键在于控制耗能构件的导热系数，直接与室外环境接触的就是门窗、外墙材料、地面材质和屋顶保温等。我国节能相关规范主要规定了这些材料的热工性能等参数。

2.2.3 收集余能，提高能源利用率

生活中的废热或工厂中的余热都是可以加以利用的有效能源，采用高级的余热回收系统和技术，可以降低能耗损失。比如当今常采用的地源热泵和新风系统，都是高效的能量传输设备，可以最小的避免能耗的损失和最大能量回收。根据用户的设定，利用余热回收系统，使住宅达到既舒适又节能的效果。

2.3 新能源技术井喷

十三五期间，国家大力推进光伏太阳能、风能、地热能、生物能等可再生能源技术。新技术的应用一方面带来更多的新技术的发展，另一方面也促成了对老旧不可再生资源的保护。国家相应推出优惠鼓励政策，积极推进建筑节能的进步。

3 零能耗节能建筑

“近零能耗”建筑这个概念是德国的Voss.K在1992年提出的，意思是不消耗常规的非可再生能源，完全依靠太阳能等可再生能源。其中“被动房”是这类型建筑的代表。

被动房主要通过高效的保温材料和围护结构保证热能的低损失量，再利用可再生能源及新风回收系统提供建筑所需的能源。这就要求新型保温材料相关参数的过硬。可再生能源要充分利用，譬如，太阳能提供室内照明用电和其他电器的需要，地源热泵控制室内温度，新风系统保证空气质量和热交换的损失最小。运行方面需要全屋达到智能电气化，合理运行控温设备和照明设备，控制能耗在满足舒适度的前提下不超标。最终构建均衡的能源分配控制系统，实现建筑的“零能耗”。

我国从2014年5月，由住房和城乡建设部科技司组织，由中国建筑科学研究院具体落实的“被动式超低能耗绿色建筑项目”启动。全国各地纷纷响应，共收到上报项目12个，其中住宅项目3个，公共建筑项目9个。这12个项目囊括在我们从南到北的各个区域，也可以很好的检验被动房的实际运行情况。其中较成功的有哈尔滨溪树庭院住宅小区建设项目和秦皇岛的在水一方住宅小区建设项目。这些成功的项目，都是优化了建筑外围护结构，选用高效的保温材料，增厚了保温层，对于外窗玻璃采用了内充氩气的双层Low-E玻璃，这些措施可以在夏季高效抵挡太阳辐射，在冬季可以利用阳光获取热能并进行保温。对于外遮阳设备，选用可调节式，使能耗大大低于传统住宅。采用地源热泵或土壤源热泵技术从地下或土壤中获取能量，用以制冷或供热，比传统的空调系统节能40%～50%，取消了传统的供暖管网和供暖方式。经过使用论证，一年四季室内总能保持冬季20 ℃、夏季26 ℃的舒适区间。整个建筑物采用全置换式新风系统。保证室内旧空气在极少损失热能的前提下，更换为新鲜的室外空气，保持室内湿度在30%～60%的范围之间，保证室内环境的不干燥。这些项目最终被建设部认证为三星级绿色建筑。被国家建设部评价为:项目代表了未来建筑节能的发展方向，推动严寒地区建筑节能与绿色建筑工作科学快速发展，促进建筑行业转型升级。

在办公建筑类里中国建筑科学研究院环能院新建的近零能耗示范楼，采取高性能保温隔热材料，取消因供暖、空调而耗费的能源。整个建筑全部采用可再生能源，类似采用地源热泵、太阳能，对于能源管理多采用智能化、精细化的科学运行管理。该建筑在冬季不使用常规能源，夏季制冷系统较常规系统节省50%能耗。照明方面，该建筑通过屋顶的光导管，将室外自然光引入室内，节约了室内照明的能耗。光导管的反射率高达99.7%，且不受黄昏、黎明甚至阴天的影响。经过一年的实际运行数据统计，全年冬季供暖66%负荷由地源热泵提供，34%负荷由太阳能系统提供;全年夏季供冷78%负荷由地源热泵系统提供，22%负荷由太阳能空调系统提供。经过数据分析，中国建筑科学研究院环能院近零能耗示范楼实现了节能80%以上的目标，成为中国建筑节能的领跑者。示范楼是中美清洁能源合作研究框架下，首个建成并良好运行的建筑，是中国建筑节能的里程碑。

4 结语

随着节能要求的提高，我国提出一系列节能新要求，比如零能耗、海绵城市、综合管廊等，都体现出节约型社会的需求。因此，在我国应积极推动被动式超级能耗建筑的发展，有效控制和降低建筑领域能源消耗，是我国建筑节能的有效途径。

[1] 倪 龙,朱彦波,董重成.严寒地区住宅冬季置换通风测试分析[J].低温建筑技术，2015(10):148-151.

[2] 张小玲.我国被动式房屋的发展现状[J].建设科技，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

高红斌(1970- )，男，工程师

TU201.5

A