双碳目标下近零能耗建筑发展研究
2022-12-22杜志芳王同曾寅
杜志芳,王同,曾寅
(河北软件职业技术学院,河北 保定 071000)
1 引言
随着全球经济进入深入发展和大变革的新时期,能源危机及气候变暖等问题日益突出。应对气候变化亟待全球行动。2015 年12 月,在第21 届联合国气候变化大会上通过了《巴黎协定》,帮助各国向低碳经济转型。我国致力于人类命运共同体的可持续繁荣发展,2020 年9 月,习近平总书记第七十五届联合国大会一般性辩论上讲话时提出:中国二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值,努力争取2060 年前实现碳中和。建筑领域是能源消耗和碳排放大户,给能源安全、社会可持续发展带来了严峻挑战。近零能耗建筑因其能效高、低碳排放并提升用户居住舒适度,已成为全球的发展趋势。欧美等发达国家“近零能耗建筑”技术起步早且发展较为迅速,并相继提出近零能耗建筑的政策目标:欧盟国家在2020年底前所有新建建筑达到近零能耗水平;美国提出在2020年“零能耗住宅”可市场化,2030 年联邦新建建筑都要达到净零能耗等。我国现阶段正处于由高速发展阶段向高质量发展转型时期,紧跟国际先进理念,近零能耗建筑的理念响应节能减排的社会需求,我国近零能耗建筑发展迅速。随着国家标准GB/T 51350—2019《近零能耗建筑技术标准》的颁布实施,我国近零能耗建筑进入规模化、推广应用阶段,因地制宜地发展近零能耗建筑等成为建筑节能减排的重要方式,无论是从实现建筑领域“双碳”目标还是提升美好人居环境角度都意义重大。
2 我国近零能耗建筑发展现状
2.1 近零能耗建筑的内涵
欧洲是世界上建筑节能领域发展最为先进的地区。近零能耗建筑的理念来自于德国的“被动式建筑”。GB/T 51350—2019《近零能耗建筑技术标准》中将近零能耗建筑定义为:适应气候特征和场地条件,通过被动式设计和主动式高性能能源系统,充分利用当地可再生能源,在运行阶段以最少的能源消耗提供舒适室内环境的建筑。近零能耗被定义为一次能源消耗量大幅度降低的建筑,其室内环境参数和能效指标须符合我国相关标准规范。零能耗建筑可再生能源产能大于等于建筑自身用能,在节能方面标准更高。随着近零能耗建筑的普及,进而发展到零能耗建筑与产能建筑。
2.2 国家政策和行业标准的发展
第一,我国建筑节能起源于20 世纪80 年代,并取得了举世瞩目的成果。自1986 年以来,建筑节能标准主要经历了30%、50%和65%三个阶段。2005 年后北京等省市实施了75%的建筑节能标准。2015 年11 月,国家住房城乡建设部印发《被动式超低能耗绿色建筑技术导则(试行)(居住建筑)》。现阶段住建部正在实施2016-2030 建筑节能“新三步走”,将2016 年执行的节能标准作为基准,逐步向超低、近零、零能耗建筑发展,在2025 年有条件地区新建建筑实现近零能耗,2050 年新建建筑实现零能耗建筑。随着近零能耗建筑各项政策和标准规范的出台,极大地推动了近零能耗建筑的实施与落地并取得了一定的成果。近年来国内近零能耗建筑相关重要政策、规范如表1 所示。
第二,工程示范趋向规模化发展。2002 年开始的中瑞超低能耗建筑合作,我国开展符合中国国情的近零能耗建筑示范。2010 年上海世博会的英国零碳馆和德国汉堡之家,2014 年建成的中国建筑科学研究院近零能耗示范楼(NZEB)楼,2016 年发布的《中国超低/近零能耗建筑最佳实践案例集》,2017 年全球规模最大的高碑店列车新城近零能耗项目,到雄安新区首个近零能耗示范项目,取得了非常好的节能效果和广泛的社会影响,并呈现从单体到社区推广的趋势。近年来,随着国家和各省市相继出台相关的实施意见和补贴政策,河北、北京、山东、河南、江苏等多个省市开展近零能耗建筑示范工程建设,近零能耗建筑发展迅速,已具备大规模推广应用条件。快速城镇化带动建筑业的持续发展,目前我国依然是全球既有建筑量和每年新建建筑量最大的国家,预计未来10 年,我国近零能耗、零能耗建筑将带动万亿元级市场。
3 推进近零能耗建筑发展面临的问题
我国近零能耗建筑的标准体系形成较晚,相对于欧美国家发展相对滞后。目前,我国近零能耗建筑从试点示范向推广阶段过渡。未来近零能耗建筑面临规模化、区域化发展,具有广阔的发展前景,也面临进一步的问题和制约。如何有效解决这些问题也成为近零能耗建筑推广的关键。
3.1 政府相关政策和标准体系仍需完善
当前,我国在近零能耗建筑政策和标准建设与完善亦迫在眉睫。一是尽管目前我国近零能耗建筑政策的发布数量逐渐增多,国家层面的政策法规和标准规范还相对较少。二是现阶段政策制定的过程中应兼顾碳达峰和碳中和的双重战略需求。“双碳”目标的提出意味着我国近零能耗建筑标准体系需要进一步完善。由于我国在近零能耗建筑建设方面的实践经验不足,导致缺乏适应当地气候资源条件的技术标准体系、认证标识体系及咨询服务体系。三是激励引导机制的操作性不够具体。政府给予行业的激励政策仍相对不足,缺少鼓励房地产开发企业建设、消费者购买近零能耗建筑的优惠及鼓励政策。
3.2 本土化技术水平和产业支撑有待进一步强化
近零能耗建筑采用高性能建筑围护结构和高效建筑能源系统、精细化的建造方式和智慧化的运维模式。目前国内近零能耗建筑产业总体处于发展初级阶段。国内近零能耗建筑相关配套产业链不完善与技术水平还落后,不足以支撑大规模应用。
第一,设计咨询环节仍较薄弱,主被动技术性能及集成度低。近零能耗建筑的实现,设计是关键的环节。目前,国内仍缺乏针对区域气候特点适合我国国情的近零能耗建筑技术体系。
第二,节能产品、设备的性能需大幅度提升。上游产业关键材料、产品、设备等的质量和性能要求有待进一步发展。外墙保温、节能门窗等生产成本较高,多数的安装设备、建筑部件对国外的依赖度较高。
第三,施工阶段是建筑物实际形成的阶段,施工人员不适应精细化施工,对新型节点做法缺乏认知、可再生能源存在技术关隘。
第四,我国建筑领域运行能耗所占比例越来越大,建筑运维阶段碳排放量仍在不断增长,但运维评估体系还处于初级阶段,BIM 技术在运营管理中的应用仍处于应用探索阶段,阻碍了近零能耗建筑产业的健康发展。
3.3 缺乏相关知识的普及推广工作
我国近零能耗建筑发展起步晚、发展时间短。目前,近零能耗建筑虽然开始逐渐得到科学研究和各级政府的重视,但是由于多数企业、开发商和公众对近零能耗建筑的认知程度还有较大的局限性,严重影响了近零能耗建筑的市场认可度,造成产业需求不足,宣传推广机制灵活性亟需进一步提高。
4 发展近零能耗建筑的对策建议
我国应全球气候变化提出“双碳”目标,在国家碳达峰碳中和战略引领下,近零能耗建筑有巨大市场需求和广阔发展前景。从政府推动、全过程产业化、社会认识等方面提出策略建议,以达到预期建设目标。
4.1 加大政策引领,加快完善配套政策
顶层加大政策与经济力度支持与推广,形成系统的约束和激励政策体系。一是政府完善政策法规和标准规范。积极推进全寿命周期各个阶段相关政策的制定与实施,完善从建材生产、规划设计、施工质量和智慧运维等方面的标准体系、近零能耗建筑评价体系和产品认证标识体系。加大创新技术的标准化建设,保持标准评价与认证体系的先进性、科学性、针对性。二是因地制宜制定激励政策。通过“强制”和“激励”相结合的方式推进近零能耗建筑发展。鼓励各地区开展政策引导、保障建设用地供应、示范项目直接经济激励、推广项目实行容积率奖励、明确近零能耗建筑建设比例、消费引导等方式促进本地化产业链的形成,全面促进近零能耗建筑产业健康发展。
4.2 加强全生命周期的技术创新,培育近零能耗建筑产业链
适应“双碳”时代的政策及技术标准导则,加快近零能耗建筑产业发展。第一,设计环节,重视全过程、全专业的协同设计。建筑设计人员坚持“被动优先、主动优化、可再生能源最大化”的原则,充分考虑地方环境、能源结构、经济等因素,通过被动式设计、高效能源供应系统设计及可再生能源系统应用,因地制宜制定性能达标且成本可控的近零能耗建筑技术策略。第二,建材环节,建筑材料的低碳化。加强高性能围护结构等低碳新材料与新产品、设备的研发,提高本土化材料性能和技术水平。大力发展可再生能源技术与智能技术,摆脱进口依赖,为近零能耗建筑示范和推广提供产业化基础。第三,推广精益化、智能化施工建造。围绕无热桥、高气密性、保温隔热系统等关键技术环节,建立标准化施工工艺,对施工人员进行专业培训,完善近零能耗建筑全过程质量保障机制。第四,运行阶段,智慧能源管控平台的应用。建筑能耗的60%甚至70%是由采暖、空调而耗费的,运行控制与管理对建筑的最终用能表现至关重要,注重建筑的后续使用能耗及室内环境品质效果监测,最终实现运行能耗的大幅下降。第五,推动近零能耗建筑行业产业链协同发展。鼓励建立推广近零能耗建筑产业联盟、创新平台和产业示范基地,注重“关键材料部品研发—单体建筑技术体系—智慧化运营维护”产业化、规模化应用,开展全产业链供需两端常态化对接,从而推动近零能耗建筑健康发展。
4.3 加强近零能耗建筑宣传,多举措助力实施推广
近零能耗建筑符合低碳发展的时代潮流,其发展很大程度与公众和企业认可度密切相关。首先,政府通过新闻报道、设立微信公众号等多种渠道宣传近零能耗建筑的优势、相关法规政策,认证标识、先进技术等,强化公众基础,不断提升其市场接受度。同时,各级政府及时总结建设经验并通过研讨会、学术交流、示范工程观摩等方式对投资者积极推广宣传,开展全产业链供需两端常态化对接,提升企业参与的积极性。其次,应充分发挥行业协会的作用。借助社交媒体、行业大会等平台开展政策解读、标准宣传培训、技术推广等,加强近零能耗建筑专业知识普及。通过业务培训、比赛竞赛等多种方式,提高企业、设计人员、施工、建设管理、运维管理技术人员业务水平。最后,鼓励高等学校增设近零能耗建筑相关课程,建立产学研结合的实验室,加强技术研发应用与人才培养,助力我国近零能耗建筑健康发展。
5 结语
气候变化是21 世纪人类的共同挑战,实现国家建设领域可持续发展,践行大国责任和担当,发展近零能耗建筑是我国建筑领域实现节能降碳、改善人居环境、全面建成小康社会的重要举措。近年来,国务院、住建部对近零能耗建筑发展提出明确要求,同时各级政府对近零能耗建筑给予极大的支持,推动完善近零能耗建筑政策标准体系;促进本土材料设备及施工企业的转型升级、全产业链科技创新;做好政策、标准的宣传与落实,加强公众教育和专业知识普及。以持续促进我国近零能耗建筑的健康稳定发展,更好地实现生态效益,实现国家建设领域“双碳”战略推进,有效地应对全球气候变化。