中国近零能耗建筑发展关键问题及解决路径

熊杰

（安顺市建筑设计院，贵州 安顺 561000）

近零能耗建筑是依靠太阳能和可再生能源来维持建筑物的正常运转，其结构特点以围护结构被动式节能设计为主，能够使建筑的保温性、空气湿度、含氧量得到有效控制，确保居住环境的舒适与宜人。该建筑体系的发展前景巨大、市场需求广阔，是我国保持建筑业健康发展的必要路径，为了进一步提高近零能耗建筑的应用价值，需要对其当前发展过程中出现的不足之处进行深入分析。

一、中国近零能耗建筑发展关键问题研究

（一）发展方式缺少针对性

我国的近零能耗建筑发展起步较晚，相关技术规划、基础理论大多参考发达国家的成功案例，无论是单位面积的建筑能耗还是能源的应用方式都难以达到高标准的使用需求，以我国长江以南的地区为例，由于供暖方式采用的是“部分空间、部分时间”的设计形式，使得夏季的室内温度相对较高，冬季室温则普遍较低，导致采暖能耗远高于同气候条件下的西方国家。而且我国的地域辽阔，气候差异性较大，很难实施统一的能耗指标，不仅加重了指标体系的构建难度，还使得空置率过高的住宅建筑产生大量热能损耗，影响集中设备的负荷率，造成不必要的经济损失。

（二）技术方向与目标制定不明确

近零能耗建筑的技术特点即是按照不同气候特征和实地条件，通过被动式设计方法使得建筑物的能源需求得以大幅度降低，并进一步提升主动式能源系统与装置的应用效果，从而达到可再生资源替代建筑能源的目的。虽然各国对近零能耗建筑技术的定义大致相同，但在物理边界、衡量指标、平衡周期等内容上仍存在较大的差异性，如果缺少明确的技术路线和目标，还会导致测量、计算的结果与实际应用环境出现巨大误差，不利于能源结构的设计和经济费用的支出。而且建筑能耗的相关指标需要从建筑生命周期内经济、环境效益等多方面因素进行考虑，最优方案的制定也需要利用自动化模拟计算工具来实现，但我国对目标优化算法的重视度较低，没有引入高效的计算工具，因此在制定最优方案时难以明确不同气候、不同环境效益造成的实际影响，导致能耗指标体系和目标制定往往不切实际。

（三）基础理论有待提升

由于近零能耗建筑需要进行能源系统运行方式的优化，使用被动式技术最大程度地降低建筑物对冷暖的供给需求，导致以往的基础性理论难于满足当前应用标准，需要相关人员对建筑的气密性、负荷、热传递等参数进行重新掌握与理解。比如：近零能耗建筑的气密性要求较高，需要室内环境能够将污染物尽快排净，保持空气的有效流通。这便需要设计人员全面掌握通风、空气品质等方面的知识内容，能够将机械通风运用到排污处理当中。若相关人员的理论知识不过关，便难以合理评价采用方法的标准性，影响后续结构设计、保暖系统安装的有效开展，不利于建筑产业的发展。

（四）技术性能与集成度不高

一方面是体现在高性能围墙、外门窗等关键产品的缺失，使得工程成本费用较高，需要投入大量资金才能解决保温、排污等问题的妥善解决。另一方面我国在设备研究上相对落后，不仅缺少集成式的回收设备，还没有制定具有针对性的供暖供冷系统，使得可再生能源与关键技术的耦合度不高，影响产业的良好发展。

（五）缺少有效的测评方法

近零能耗建筑的结构设计是一项难度极高、内容庞杂的工作，既要满足舒适度、经济性的相关要求，还能达到预期的节能目标。虽然人们对性能优化的研究持续加深，并已取得一定成效，但对于能耗的控制手段仍略显不足，无法有效保持相关系统的独立运行，同时针对优化设计的分析方法和测评机制不够健全，难以准确、合理的评估设计施工流程。

二、近零能耗建筑发展关键问题的解决方法

（一）制定具有针对性的发展战略

为了确保近零能耗建筑发展更符合我国建筑特征、产业结构和居民习惯，需要从以下三个方面进行优化与调整：一是要加强与发达国家提出的近零能耗建筑定义与内容的横向比对，深入开展技术研究，明确主被动技术应用过程中存在的问题与不足，并结合我国实际情况和节能水平进行针对性的提升，确保相关方法符合实际需求，并从物理边界、平衡周期、转换系数等方面制定适合我国建筑行业发展的构造参数与定义；二是要将影响建筑负荷的温度、湿度、太阳能等环境因素划入到考虑范围内，研究其时空分布的具体特征，并根据不同气候、不同地区建筑物的光伏利用潜力，制定最优的工程方案。通过使用近零能耗建筑优化工具，构建具有中国特色的技术指标体系，从而使发展战略更具有针对性；三是强化测试调研，运用大数据、云平台等计算机技术，完成不同气候下建筑物室内环境、系统控制等参数的掌握与收集，并建立建筑设备的性能和经济模型，便于在实验平台上完成相关参数的实例测证。

（二）加强基础理论研究

第一，要构建基础案例数据库和预测研究模型，进行气密性、空气品质等问题的分析与讨论，并深入了解不同参数间的耦合规律，确保近零能耗建筑的相关理论知识得到及时更新与拓展，符合不断变化的市场发展趋势。针对不同地区的差异性气候特点，需要加强对建筑围护结构的热湿迁移机理研究，明确其在双向热流作用下的性能变化，通过构建保温结构模型，使节能调控方法和系统耐久性的设计能够更好地发挥控制效果，确保能源使用量的有效降低。第二，要进行污染源强度和浓度含量的基础数据收集与分析，深入研究近零能耗建筑风量需求的基础理论知识，并运用分级控制设计框架技术和间歇式控制法，确保资源的有效分配与合理使用，提高能源的利用率，达到节约、环保的建设目的。第三，要加强室内空气品质的评价方法研究，确立空气渗透能量消耗的简化模型，并计算出适宜气候区域内建筑物气密性与能耗之间的平衡点，使近零能耗建筑的使用性能得到最大程度的发挥。

（三）强化技术产品开发与集成

首先要加强保温材料与构件的开发，确保其保持高性能的特点，并用于建筑装饰结构的一体化设计，同时还要进一步研发高性能的门窗产品，并匹配相应的安装技术，从而满足不同类型建筑物对装置器件的差异性需求。而且开发人员要设计出有关门窗热耦合智能控制的程序软件，确保门窗的综合性能提高，便于用户对屋内设备进行控制与调节。其次要针对近零能耗建筑低能耗、高质量控制的特点，进行系统运行规律的掌握，研制出具有弹性的主动式能源系统与具有热回收功能的产品，从而实现根据室内温度环境和居民的实际居住需求，进行能源节约使用的目标。最后要深入了解可再生能源和储能方法在建筑耦合中的具体应用策略，不仅要对热泵与蓄能、太阳能转换等关键技术进行全面分析，还要进一步研发出相应的功能性产品，使能源的损耗效果降到最低。

（四）设立有效的测评方法

一是要设计近零能耗建筑参数测评模型，规划建筑性能优化的设计方法，并以能耗计算理论为数据依靠，将气象参数、房间模式与产品能效录入到数据库当中，使开发出的计算工具能够准确完成能耗统计，从而得出合理、有效的设计评估结果。二是要围绕保温隔热系统、无热桥等施工内容的重要技术环节进行完善，通过积极借鉴国外的成功案例，总结以往技术应用经验，进一步健全施工技术体系，保持工程低成本、高效率的特点，并确保建筑物具有极高的耐久性。三是要构建技术评价标识体系，对材料性能指标、近零能耗建筑性能、地源热泵系统等做出全面的评价与检测，并将其与应用标准值进行纵向比对，找出设计中存在的不足与遗漏，从而提高设计方案的质量，降低风险隐患发生的概率。

（五）推动产业进一步更新

首先要明确政府财政补贴对象，使严寒地区的近零能耗建筑获得充足的工程启动资金，能够借助相关方给予的资金支持，购置性能更优良、能耗更低的建筑材料和机械设备，确保建筑能效得到充分发挥，其次要在建筑行业中大力推行绿色金融，建立完善的金融体系，开发商可向当地政府部门进行项目申请，通过购置绿色保险、申请信贷的方式，对相关项目收益予以税收减免的政策，从而带动开发商的项目开展积极性，扩展产业规模，更好地完成近零能耗建筑的推广。其次要促进建筑产业的创新，将围护结构的性能进一步提升，并将太阳能、风能等环保能源运用到围护结构中，使气密性效果更优良，不仅能够有效阻绝热能传递，保持室内温度适中、宜人，又可以有效防止水渗漏，避免居住环境潮湿问题的产生。最后要注重设计人员的综合素质提升，强化相关人员的专业能力和操作水平，能够丰富自身的知识储备，掌握最先进的构造技术，确保近零能耗建筑的构造效率与建设质量，能够有效抵御外界不良因素的侵入，即使在恶劣条件下，仍然能够保证高质量的居住环境。要求设计人员保持积极的思想态度，具备健全的工作责任感和使命感，为工程开展中出现的安全事故负责，从而保证建筑产业的稳定、可持续发展。

三、结束语

综上所述，通过对中国近零能耗建筑发展存在的发展方式缺少针对性、技术方向与目标制定不明确、基础理论有待提升、技术性能与集成度不高、缺少有效的测评方法等关键问题进行分析讨论，提出制定良好的发展战略、加强基础理论研究、强化技术产品开发与集成、设立有效的测评方法、推动产业进一步更新等具有针对性的解决措施，从而构建更节能、绿色的社会建筑体系，改善居民的生活质量，为零能耗建筑市场提供更广阔的发展前景。