以“双碳”视角分析河北省建筑节能标准现状和问题

2023-11-11魏一然

邯郸职业技术学院学报 2023年3期

魏一然

（邯郸职业技术学院建筑工程系，河北邯郸 056005）

引言

上世纪70年代能源危机后，国外发达国家随即开展了建筑节能的研究。2015年在巴黎召开的第21次联合国气候变化大会上，联合国环境署表示建筑全生命期产生的碳排放占全球碳排放总量的30%，到2050年这一数据会翻倍。在全球共同推进建筑节能的背景下，2020年习主席在第七十五届联合国大会宣布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。各行业已经将节能降耗减少碳排放作为行业高质量发展的重要指标。中国在上世纪80 年代已制定相关规程和标准，促进建筑节能事业发展：如1986年，我国第一部建筑节能标准《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ26-86发布，要求建筑能耗在1980～1981年建筑设计的基础上减少30%；随后30多年间，我国建筑节能标准从北方采暖地区居住建筑起步，逐步扩展到了夏热冬冷地区、夏热冬暖地区；建筑类型也从居住建筑扩展到公共建筑。到2015 年末居住建筑节能设计标准完成了节能率30%、50%、65%三步走的目标，2020 年后推出了“新三步走”目标，制定了面向未来的2025-2035-2050 年的节能标准规划，节能率达到85%～90%，进一步提高建筑节能与绿色建筑发展。

河北省配合国家建筑节能步伐，相继制定了一列建筑节能标准并结合我省实际情况逐年提升和修正，节能标准范围也趋于完善，即包括新建建筑节能标准，又涵盖既有建筑的节能改造；为促进标准落地，出台了绿色建筑评价标准、超低能耗建筑评价标准以及施工验收规程和监测标准等一系列标准，完善了节能标准体系，极大促进了建筑节能发展和落实，有力推动了建筑领域节能工作的开展。

由于河北省标准体系的构建是在国家总体构架之上发展而来，因此，本文先从国家建筑节能标准构架的建立开始。

1.我国建筑节能标准的构建

我国的建筑节能起始于上个世纪八十年代，由建设部组织开展针对采暖居住建筑节能“三步走”工作目标:第一步，自1980年～1990年期间，本着从社会主义现代化建设需要，结合现有技术经济水平，在保证基本热环境功能要求基础上，以1980 年～1981 年住宅通用设计采暖能耗为比较基础，节能30%；第二步，在1991年～2000年期间，在第一步目标实现的基础上，再节能30%，即居住建筑采暖能耗较1980～1981年降低50%以上；第三步，2010年将北方采暖居住建筑节能率进一步降低至65%，完成居住建筑节能“三步走”战略。2018年对该标准又做了修订，要求节能率提高到75%。自2000年后，节能建筑类型从居住建筑逐渐扩展到公共建筑，节能建筑范围先北方后中部再推广到全国，目前，居住建筑节能实施节能率75%、公共建筑节能率实施65%。相关的规范和标准见表1.

表1 我国严寒和寒冷地区“三步走”建筑节能标准构架

节能“三步走”目标是在总结建国35年来经验基础上，为使民用建筑热工设计与我国建筑气候区划相适应，对室外计算参数、建筑热工设计分区、围护结构的最小热阻、热桥、窗户面积和层数、地面热工性能、防潮隔热等方面做了详细规定；主要围绕建筑围护结构热工设计，降低建筑采暖能耗为目标制定相关的标准。

2015年，为推动生态文明和新型城镇化建设，国家推出“绿色建筑”的技术方案：《被动式超低能耗绿色建筑技术导则（居住建筑）》及绿色建筑评价标准；绿色建筑指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源，包括节能、节地、节水、节材等，保护环境和减少污染，为人们提供健康、舒适和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑物。绿色建筑作为降低碳排放，缓解能源危机的重要方式，得到了国家的大力推广；“绿色建筑”突出建筑的“绿”技术指标：室内污染物浓度指标和节水节电等环境指标以及维护结构、隔声性能等多项指标体系；而在绿色建筑体系下，国家为改善建筑的使用能耗，制定了面向未来的2025年、2035年、2050年的“新三步走”节能标准体系，于是便有了超低能耗建筑、近零能耗建筑和零能耗建筑相关标准。

“新三步走”节能设计标准是以2015年末完成“三步走”为基点基础上，2019年制定了适合我国建筑近零能耗标准《近零能耗建筑技术标准》GB/T51350-2019，要求在保证室内环境舒适的前提下，供暖、空调、照明能耗在2015 年基础上再降低60%～75%以上，即居住建筑节能率为90%，公共建筑节能率85%，碳排放强度在2015年基础上降低40%，碳排放强度平均降低7kgCO2/（㎡·a）以上，为建筑节能、降低建筑能耗提供理论支撑，推动了建筑节能发展的步伐。再提高节能率的要求，见表2.

表2 我国严寒和寒冷地区“新三步走”建筑节能标准构架

新“三步走”节能标准重新定义了超低能耗建筑、近零能耗建筑和零能耗建筑，制定了以设计、施工、运行、评价全过程的闭环引导性标准体系，明确了建筑生命期的控制指标和技术途径：一是通过节能设计降低建筑自身用能需求、提高用能系统能效及合理使用余热废热，二是利用可再生能源替代化石能源，比如通过优化建筑外形和内部空间布局，充分利用天然采光以减少建筑的人工照明需求，适时合理利用自然通风以消除建筑余热余湿。在保证室内环境质量，满足室内舒适度要求的前提下，优先考虑优化围护结构保温隔热能力，减少通过围护结构形成的建筑冷热负荷，降低建筑用能需求，继而考虑提高供暖、通风、空调和照明、电气、给水排水等系统的能源利用效率，进一步降低能耗；在此基础上，通过合理利用可再生能源，实现降低化石能源消耗量的目标。

2.河北省建筑节能标准的实施

河北省节能工作开展基本与国家同步，相继出台一系列政策法规，如《河北省节约能源条例》、《民用建筑节能管理规定》、《河北省民用建筑节能管理实施办法》等多个文件发布，标志河北省的建筑节能工作进入实施阶段。2000年前，河北省建筑节能标准参照国家相应标准实施，没有出台地方标准；自2000年开始，为促进我省节能工作开展，对接国家“三步走”节能工作，先后制定了《河北省民用建筑节能设计规程》、《居住建筑节能设计标准》、《公共建筑节能设计标准》等，见表3.

表3 河北省建筑节能标准构建

2011年河北省修订了《居住建筑节能设计标准》，使室内外计算参数、建筑物耗热量指标、体形系数、建筑围护结构传热系数等参数按照国家《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》中65%节能率参数限值，直接对接国家标准。2015年河北省出台了节能率75%居住建筑节能设计标准，早于国家75%节能率的发布；该标准对体形系数、围护结构的传热系数、建筑外门窗的气密性等做了强制性限值规定，同时在电加热供暖、锅炉热效率、空调机组的热效率、太阳能热水等均制定了相应的强制性条文，进一步保障了降低建筑能耗可能性。

河北省公共建筑节能起步较晚，2009年实施50%节能率，2016年实施节能率65%目标。

为对接国家新“三步走”建筑节能规划，大幅度降低居住建筑的采暖和制冷能耗、改善居住建筑的室内环境，2015年由住房和城乡建设部科技与产业化发展中心、河北省建筑科学研究院等单位参编，参照德国、瑞典相关节能标准，编制了《被动式超低能耗居住建筑节能设计标准》，该标准实施标志着我国被动式建筑的发展趋于规范化、标准化。河北省2016 年强制实施，2020 年对该标准的技术指标进一步缩小限值，使居住建筑节能率提高到90%；2021年制定了《被动式超低能耗公共建筑节能设计标准》，使公共建筑节能率提高到85%。

该标准结合河北省当地资源和现状，在室外气象参数、围护结构热工、一次能计算、关键材料使用等更加精细和严苛，与其他标准不同主要表现在：

（1）将室外气象参数以城市气候条件差异划分不同的计算温度，明确了采暖期、制冷期空调室外计算温度和空气平均密度；

（2）建筑围护结构热工设计中将外围护结构分为“非透明外围护结构”和“透明围护结构”，分别对外墙、屋面、地面或非采暖地下室顶板、隔墙、楼板及外门窗的玻璃部分和窗框材料的传热系数做出了明确限定；对关键节点如女儿墙、外门窗、地下室顶板保温层、管道穿外墙等给出了做法要求。

（3）明确了被动式房屋应进行采暖负荷、采暖需求、制冷负荷、制冷需求及一次能源需求计算，并详细列出了计算方法；为被动式房屋的建筑能耗、空调负荷及一次能源需求的限定提供了技术支撑。

（4）给出了“关键材料和产品性能”的技术指标，诸如保温、隔热和气密性材料的选择和性能指标做了严格的规定，可操作性强。

（5）增加了“施工、测试、工程认定及运行管理”，对被动房的施工中应注意的复杂节点做出了明确规定，提出了被动房的主要测试项——气密性测试的抽样方法和测试步骤；对被动房的工程认定和运行管理提出了详细要求。

被动式超低能耗建筑是实现近零能耗目标的技术体系，通过被动式技术措施大幅度降低建筑供暖（供冷）年耗热（冷）量，通过主动式能源设备提升系统能效，在此基础上合理利用可再生能源，进一步降低建筑能源消耗，实现以更少的能源消耗提高更舒适室内环境。

3.河北省被动房与国家近零能耗建筑能效指标比较

河北省被动房标准强调适应气候特征和场地条件，采用被动式设计降低建筑能耗；标准按照气候特征将室外气象条件做了更精细划分，即分为严寒（张家口、承德部分地区）、寒冷（A）（中部）、寒冷（B）（南部）区，要求按照不同地区气候特点进行建筑热工设计。居住建筑节能标准高于国家标准，与国家节能水平还有一定差距见表4；公共建筑节能标准对接国家标准超低能耗公共建筑标准，其综合节能率低于国家标准见表5。居住建筑和公共建筑可再生能源利用均无强制要求。