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近零能耗建築有望成地源熱泵發展的新藍海

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  来源:《地源热泵》雜志     发布日期:2019-08-06
核心提示:中國建築科學研究院專業總工、環能院院長徐偉在接受媒體采訪時曾直言不諱地稱,“中國建築節能未來的發展方向和終極目標是近零能耗甚至是零能耗建築。”
      近年来,超低能耗建筑发展备受关注。我国超低能耗建筑实现了从无到有、从少到多、从个别城市到全国范围的规模化发展。中国建筑科学研究院专业总工、环能院院长徐伟在接受媒体采访时曾直言不讳地称,“中国建筑节能未来的发展方向和终极目标是近零能耗甚至是零能耗建筑。”

      作为我国首部引领性建筑节能国家标准——《近零能耗建筑技術标准》(GB/T51350-2019)自2019年9月1日起实施。该《标准》的实施将对推动建筑节能减排、提升建筑室内环境水平、调整建筑能源消费结构、促进建筑节能产业转型升级起到重要作用。

      在近零能耗建筑供热供冷系统的应用中,相较于其他供能方案,地源热泵能效高,可同时供热供冷,还可以供应生活热水,能完美的匹配超低零能耗建筑的需求。徐伟院长在接受《地源热泵》记者采访时表示,“在超低近零能耗建筑案例收集分析过程中,不算住宅的话,公共建筑项目使用地源热泵率高达70%-80%。”业内人士认为,未来,近零能耗建築有望成地源熱泵發展的新藍海。

      标准规范助力超低能耗建筑可持续发展

      行业标准的制订为产业的规范和高效发展提供了必要的依据。将于今年9月1日正式实施的《近零能耗建筑技術标准》,涵盖了总则、术语、基本规定、室内环境参数、能效指标、技術参数、技術措施、评价、附录等内容。记者通过浏览发现,该标准首次界定了我国超低能耗建筑、近零能耗建筑、零能耗建筑等相关概念,并明确了室内环境参数和建筑能耗指标的约束性控制指标。

      迈向零能耗建筑的过程中,根据能耗目标实现的难易程度表现为三种形式,即超低能耗建筑、近零能耗建筑及零能耗建筑。超低能耗建筑节能水平略低于近零能耗建筑,是近零能耗建筑的初级表现形式;零能耗建筑能够达到能源产需平衡,是近零能耗建筑的高级表现形式。

      “近零能耗建筑”旨在通过被动式建筑设计最大幅度降低建筑供暖、空调、照明等需求,通过主动技術措施最大幅度提高能源设备与系统效率,充分利用可再生能源,以最少的能源消耗提供舒适室内环境。

      《标准》提出的室内环境参数、能效指标控制和技術参数等内容为我国实现更高室内环境舒适性和节能目标提供了技術依据。如建筑主要房间室内热湿环境参数显示:冬季室内温度不低于20℃,夏季室内温度不高于26℃;冬季室内相对湿度不低于30%,冬季室内相对湿度不高于60%。近零能耗居住建筑能效指标和近零能耗公共建筑能效指标中“可再生能源利用率”均为不低于10%。

      《标准》第7章节“技術措施”中,对建筑“供热供冷系统”做了明确要求。供热制冷系统冷热源选择时,应综合经济技術因素进行性能参数优化和方案比选,并宜符合下列规定:一是严寒地区采用分散供暖时,可采用燃气供暖炉;采用集中供暖时,宜以地源热泵、工业余热或生物质锅炉为热源,并采用低温供暖方式。二是寒冷地区、夏热冬冷地区宜采用地源热泵或空气源热泵。三是夏热冬暖地区宜采用磁悬浮机组等更高效的供冷设备。

      资料显示,在建筑能耗当中,建筑物采暖、通风和空调的能耗占建筑能耗的20%~40%。地源热泵作为冷暖同源、高效节能的空调系统,在众多的超低能耗绿色建筑解决方案中,能完美匹配超低近零能耗建筑的需求。

      山东省建筑设计院二分院总工李向东认为,地源热泵系统具有冷暖同源、系统简洁、应用灵活、高效节能的特点,这契合了超低能耗建筑对可再生能源的利用需求。“近零能耗,超低能耗建筑,要求使用可再生能源,地源热泵在超低能耗公共建筑中几乎是一个必选的能源方式。”李向东表示,地源热泵技術在超低能耗建筑中的应用具有很大的潜力。

      而作为中美清洁能源合作项目——中国建筑科学研究院近零能耗示范楼,已受到社会各界的广泛关注。该示范楼为四层办公建筑,示范面积4025平方米,项目于2014年竣工完成,荣获“2017年中国人居环境奖”等殊荣。

      该示范楼的能源系统充分利用可再生能源,采用太阳能集热系统和地源热泵系统相结合的能源形式,不仅提高了空调环境的舒适性,而且与传统的空调系统相比有着显著的节能效果。这栋楼达到了“冬季不使用传统能源供暖,夏季供冷能耗降低50%”的节能技術和可再生能源联合应用技術体系。它代表了建筑节能向更深、更高标准的发展方向。

     技術标准体系的不断健全完善,为超低能耗建筑未来发展打下良好的铺垫。除了国家标准《近零能耗建筑技術标准》发布外,各地相关政府和机构也根据各地的实际情况,起草颁布了地方标准。如河北省自2015年2月27日至2019年1月1日,该省先后编制、实施4部(其中一部属于修订)超低能耗建筑标准,1节能构造图集,5项省级施工工法,构建了全省的超低能耗建筑标准体系。如《被动式低能耗居住建筑节能设计标准》、《被动式低能耗建筑施工及验收规程》、《被动式超低能耗公共建筑节能设计标准》、《被动式超低能耗居住建筑节能设计标准》和《被动式低能耗居住建筑节能构造》等标准。

      政策激勵助推超低能耗建築規模化發展

      近年来,中国以超低能耗为目标的绿色建筑以每年翻一番的速度在向前发展。

      2010年上海世博会的英国零碳馆和德国汉堡之家是我国建筑迈向超低能耗的初步探索。2011年起,在中国住房和城乡建设部与德国联邦交通、建设及城市发展部的支持下,住房城乡建设部科技发展促进中心与德国能源署引进德国建筑节能技術,建设了河北秦皇岛在水一方、黑龙江哈尔滨溪树庭院、河北省建筑科技研发中心科研办公楼等建筑节能示范工程。2013年起,中美清洁能源联合研究中心建筑节能工作组开展了近零能耗建筑、零能耗建筑节能技術领域的研究与合作,建造完成中国建筑科学研究院近零能耗建筑等示范工程,取得了非常好的节能效果和广泛的社会影响。

      2017年2月,住建部《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》提出,积极开展超低能耗建筑、近零能耗建筑建设示范,引领标准提升进程,在具备条件的园区、街区推动超低能耗建筑集中连片建设,到2020年,建设超低能耗、近零能耗建筑示范项目1000万平米以上。

      随后,我国山东省、河北省、河南省、北京市、石家庄市等省市针对超低能耗建筑示范推广的政策不断出台,纷纷提出发展目标,并给与财政補貼、等方面的政策优惠,在一定程度上有力促进了当地超低能耗建筑发展。

      以河北省为例,自2019年1月1日起施行的《河北省促进绿色建筑发展条例》提出,要充分利用可再生能源,以更少的能源消耗提供舒适室内环境。把超低能耗建筑建设作为“建筑能效提升工程”重要工作来抓。提倡建设超低能耗建筑全覆盖住宅小区,鼓励集中连片建设超低能耗建筑。

      数据显示,目前,河北省13个市(11个设区市+2个省直管县)已有10个开展了超低能耗建筑建设。到2018年底,全省累计建设超低能耗建筑近30个、213.42万平方米,其中竣工16个、27.52万平方米,超低能耗区域面积分别为177.87万平方米和25.69万平方米。河北省竣工和在建的超低能耗绿色建筑面积居全国首位。

      在市级层面上,《石家庄市人民政府关于加快推进被动式超低能耗建筑发展的实施意见》指出到2020年,全市累计开工建设被动房不低于100万平方米;保定市人民政府印发的《关于推进被动式超低能耗绿色建筑发展的实施意见(试行)》指出到2019年,保定市超低能耗建筑用地面积不少于当年建设供地面积总量的10%;到2020年,应不少于20%。

      在政策的驱动下,我国超低能耗建筑已呈现出规模化发展的态势。正如徐伟院长在今年7月11日召开的“超低/近零能耗建筑规模化推广的政策、产业和市场研究”项目启动会上所说:“通过近10年的研究探索,超低/近零能耗建筑已经从试点示范逐步进入规模化推广的阶段,未来某些城市和新区可能会有超低能耗建筑跨越式发展的动力和需求。”

      在超低能耗建筑走向成熟的发展道路上,不可避免地存在一些问题和瓶颈。徐伟院长撰文指出,“可再生能源和蓄能技術耦合应用关键技術”是近零能耗建筑待解决技術瓶颈之一。其表现为:太阳能、地源热泵在近零能耗建筑的高效应用关键产品研发及产业化,研究不同气候区域近零能耗建筑充分利用可再生能源和蓄能技術与常规能源系统的配合策略。相信,随着经济的发展和人们对人居环境要求的日趋提高,近零能耗建筑相关的技術也会持续的得到改善和解决。

      据业内人士预计到2020年,中国至少将建成5000个近零能耗建筑,建筑面积超过1亿平方米,产业规模将达到千亿元级,促进建筑规划、设计、施工、咨询、建材、设备行业的全面升级换代。未来,在政策支持和市场需求下,加上地源热泵自身拥有的独特优势,超低零能耗建筑有望成地源热泵发展的新蓝海。(文/代海雷)


責編:dhl
 
 
 
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