浅谈零能耗建筑的可行性研究

浅谈零能耗建筑的可行性研究

作者：彭年威

来源：《经营管理者·上旬刊》2017年第07期

摘要：通过对现代零耗能建筑技术研究思路的方法与研究，希望能真正促进建筑零能耗的不断发展，适应当代建筑需求。

关键词：零能耗建筑可行性光伏发电置换新风系统

一、引言

“零能耗”是国际学术界的一个专有名词，“零能耗”不是指不耗能，而是指建筑在实现“低能耗”的基础上，补充太阳能、风能和地热能等可再生资源，达到节能或者不用传统能源的目的。随着社会的不断发展，低能耗理念逐渐深入人心，人们在关心建筑物使用价值的同时，越来越关注能源损耗方面的种种问题。当前时代赋予建筑业更高的要求，即如何尽可能的降低建筑物的能源损耗，这已成为时代为建筑设计者提出的更崇高的命题。国内外当前已有不少专家对其进行了相关的研究与实验。本文通过对现代零耗能建筑技术研究思路的方法与研究，希望能真正促进建筑零能耗的不断发展，适应当代建筑需求。

二、零能耗建筑技术

零能耗建筑技术设计理念和技术核心是尽可能地利用自然条件和环境，减少或不用化石能源，通过采取高效的节能措施，提高建筑物的保温性和气密性，减少室内热（冷）量的散失，并利用可再生能源实行采暖和制冷。零能耗建筑的设计需要综合考虑规划、建筑、结构、能源系统、暖通等各方面的因素。提出初步的生态节能方案，对建筑自身特点及区域自然资源、环境进行深入分析，综合采用成熟的高新技术及产品，才能形成整套可行的、适合的、内部有机相连的生态低能耗节能体系。

三、零能耗建筑模型研究思路

建筑能耗系统把夏天的热量排放到地下，即保持室内的温度、湿度，又防止热量排放到室外，造成室外温度升高所产生的城市热岛效应，再利用浅层地能和太阳能光伏发电系统使夏季制冷不依靠传统电力，重要的是解决用电高峰时的电力。零能耗建筑模型研究思路应注重以下几点：

1.良好的建筑规划，为居住创造最佳的人性化舒适健康环境。

2.充分提高建筑物维护结构的保温隔热性能（如采用有流动空气层的干挂幕墙、外窗设遮阳设施、使用断热铝合金门窗、安装LOW-E玻璃等）最大限度降低建筑能耗。选择先进的外墙保温技术体系，使其建筑围护结构节能指标达到80%以上标准。外墙K=0.5 W/m2.K；屋面

K=0.35 W/m2.K。室外门窗选用断热铝合金型材，玻璃采用LOW-E中空玻璃，能防止室内热量散失和门窗玻璃结露。LOW-E中空玻璃K值K=1.6W/m2.K，整窗K值K=2.3W/m2.K。采用铝合金电动遮阳卷帘，遮挡太阳辐射热，防止夏季过多热量摄入室内，同时提高私密性。遮挡率达到≧75%。

3.选择节能、高效、舒适的置换新风系统、毛细管平面辐射采暖制冷系统。例如新风系统、溶液除湿新风系统、新风系统-置换式送风、采暖制冷系统-毛细管天棚辐射系统。采用热泵式溶液除湿新风机组实现降温、除湿、加热、加湿、全热回收等多种功能，送风无需再热，机组整体COP在5.5以上。采用新风系统-置换式送风可保证建筑物内24小时健康新风，保持房间湿度控制在40%-60%之间，100%新鲜空气，会使室内空气品质得到极大提升。采用采暖制冷系统-毛细管天棚辐射系统，在结构楼板下部敷设毛细管网，将经过处理的软化水作为冷热源媒介在毛细管中循环，并通过辐射给室内带来冷量和热量。

4.利用太阳能光伏发电、地源热泵等可再生能源技术，为建筑物补充采暖制冷系统所需的微能耗，实现夏季制冷“零能耗”目标。可再生能源系统-太阳能光伏发电是一种将太阳能辐射直接转换为电能的新型发电技术。太阳能辐射能经过光伏电池转换为电能，再经过能量储存后，向人们提供一种完全零排放的清洁能源。光伏发电为“微能耗”提供了可再生资源，从而实现了夏季制冷的“零能耗”和“零排放”。浅层地能系统-地源热泵系统，地源热泵系统是利用地下浅层土壤温度常年保持在15度-20度左右的储能特征，通过地下埋管管内的介质循环与土壤进行闭式热交换达到供冷供热的目的。

四、近零能耗示范建筑

近零能耗示范建筑是中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院的4层办公建筑，建筑面积4025平方米。2013年1月起，由中美双方30余位专家联合研究、设计、建造，2014年6月启用。近零能耗示范建筑旨在打造目前最高水平的建筑节能与绿色建筑技术的高效集成与示范应用。

在示范楼的4层会议室，不依靠人工照明，室内光线仍然保持明亮。这是因为建筑屋顶设有6套光导管，将室外自然光引入室内。光导管的反射率高达99.7%，不受黄昏、黎明甚至阴天的影响。公共区照明80%用光伏发电，建筑照明能耗降低75%，冬季不使用传统能源供热、夏季供冷能耗降低50%，空调、采暖和照明能耗低于25千瓦时/年，这些与现有建筑能耗相差甚远的数据，都集中体现在北京“近零能耗示范建筑”上。

权威统计表明，我国每年新建房屋达到20亿平方米，既有建筑430亿平方米的95%属于高能耗建筑，建筑能耗已经给占社会总能耗的30%，这30%还不包括生产的建筑材料的能耗，也不包括在运输环节中的能耗，如果全部加上，中国的能耗有42%到45%发生在建筑。我国能源形势日趋严峻，需要深入推进建筑节能。

五、结语

宇宙中具备人类生存环境的星球只有一个，人类必须学会“一个地球的生活方式”。绿色住区是绿色建筑、绿色环境、绿色消费行为的综合体现。创建绿色住区是实现零能耗、无污染、保护地球生态环境的重要手段。向零能耗方向迈进，让绿色充满人间，是我们紧迫而现实的发展目标！维持现代的生活方式，居住场所的能源消耗量相当可观，占全社会能源消耗的25%左右。这些不可再生能源的消耗，直接或简接地危害着地球的生态安全，威胁着人类的生存空间。为了保护地球，保护人类生存的环境，我们要努力创建绿色建筑，实现居住建筑少消耗或不消耗常规能源，向零耗能建筑迈进。

参考文献：

[1]莫争春.可再生能源与零能耗建筑.世界环境.2009年4期.

[2]刘显成.低能耗居住建筑设计方法探讨.安徽建筑.2007，14（3）.

[3]王寅虎，袁利菲.“零能耗”建筑屋頂设计.城市建设理论研究.2013第6期.