近零能耗建筑发展浅析

近零能耗建筑发展浅析

摘要：随着人口的不断增长，人类可利用的资源持续枯竭，人类对环境的破坏也越来越严重。建筑业是资源和能源消耗大户，面对不断增长的人口所形成的爆炸性需求，传统能源日渐濒临枯竭的边缘，如何保持生态的平衡，平稳转向绿色能源、资源和可持续发展，成为建筑业亟待解决的问题。建筑、交通和工业耗能占总能耗的90%以上，其中建筑加建材占50%左右，节能潜力最大！建筑节能潜力巨大，被动房的近零能耗标准为建筑节能创造了客观实现的条件。国家主管部门已经将被动房示范项目引进中国，初步结果表明将对中国的建筑业未来发展产生革命性的促进作用。围护材料、新能源和可再生建材携手完成零排放和零能耗建筑的历史使命。

关键词：建筑节能；被动房；新型建材

1、建筑业的耗能现状

中国的建筑能耗占国家总能耗的30%左右，发达国家这个比例为40%以上可以推断出来，随着人们生活水平的不断提高，我国建筑能耗也还将不断地提高。如果加上建材生产和运输过程的能耗，整个建筑业能耗将远远超过国家总能量消耗的50%以上。因此，建筑节能的意义十分重大。此外，中国建筑能耗是同纬度同气候区发达国家的2到3倍，建筑寿命也是发达国家的1/3左右。

2、环境恶化与传统资源的不可持续性

中国的石油已经接近60%依赖进口。据国家煤炭工业网报道，继2011年首次超过日本成为世界最大煤炭进口国后，2012年中国以2.9亿吨的煤炭进口量继续稳居世界第一。这也是中国连续第四年成为煤炭净进口国。据报道，我国1/3的煤矿超强度开采，引发矿难不断。全世界石油枯竭的时间大约为50年左右，中国的情况更加严重。煤炭全世界的枯竭时间是200年左右，中国的煤炭资源储采比已不到100年，许多老煤矿都是几十年的寿命期，许多资源型城市正面临着资源枯竭而不得不转型的问题。不管是几十年的石油枯竭还是上百年的煤炭开采年限，化石类能源的不可再生性都决定了依靠传统能源将是不可持续发展的经济。矿产资源也是不可再生的，资源枯竭型城市日益增长。许多矿产资源都是只有几十年的储采比。建材行业也是如此。再加上全球气候变化和环境污染日益严重，转变经济增长方式和转变能源结构已经日益紧迫地摆在了人们的面前。

3、围护结构与可再生能源的历史机遇

屋面材料、地面材料、墙体材料和门窗材料；也包括结构材料；几乎包括所有的建筑材料。利用被动式设计：实现90%以上的采暖和制冷的节能；另10%，用被动式太阳能补充；可以做到100%节能，甚至变成正能耗，向外输送。

围护结构解决不了的部分，由可再生能源补充；可再生能源是无碳或低碳的，也是可持续的。根据国内外的发展趋势，人们的认识是一致的，未来的能源利用将转向可再生能源方向。可再生能源尽管可再生，但也不是无限的，需要与人口的规模相一致。如果无限制地繁衍人口，最终还将导致资源加速枯竭、环境不堪重负，仍然是不可持续发展经济。人口、资源和环境的平衡发展，仍然是转向可再生资源、实现可持续发展需要综合考虑的问题。热泵技术成为人们考虑的建筑业可持续发展的新能源之一。

可再生能源主要包括太阳能、生物质能、风力能、海洋能、水力能、地热能、核能等。这些能量相对来说比较丰富，但是限于人类目前的知识和技术局限性，可以大规模利用的还不多。随着科学技术的不断进步，相信有一天这些能源会得到大面积的有效开发，造福于人类。

热泵技术在建筑业的推广已经有十多年的历史，打下了良好的政策和市场基础技术和装备也获得很大的进步，一个新兴的产业正在形成。光伏和建筑一体化已经有了产业基础，但是产品多数出口到国外，没有在国内形成大的消费群体。面临巨大的转型压力，光伏发电的基础开始起步，为低碳电力产业的形成创造了条件，为热泵的真正无碳化开启了便利之门。

随着建设部和德国能源署在秦皇岛合作建设的十八层高层被动房的成功验收，从建筑维护结构和材料角度实现零能耗建筑的梦想开始显现，也为热泵的普及奠定了基础。

4、围护材料解决被动房能耗的前一半能量；

建筑运营能耗分两部分：采暖和制冷（45%）；餐厨、洗浴和照明（55%）；前面的采暖和制冷的大约一半，可以利用被动房的围护结构，减少到90%以上；余下的5-10%，利用被动式太阳能或其他可再生能源来解决；包括后面的55%左右的能源，也可以用可再生能源来提供；最终实现零能耗和零排放：外部传统能源的零消耗，并可以向外部提供用不完的色能源。

5、新能源解决被动房能量的后一半能量

考察发达经济体可以看出，建筑节能和低碳化是通过多种途径实现的。从1970年到2006年，英国在过去三十多年里总的能源消耗没有太大的增长，主要是通过建筑隔热保温及提高能源效率（热泵的效率最高）来实现节能减排的。节能材料是基础，通过良好的隔热保温材料，可以使建筑物需求的能量大幅度减少，比如被动房的节能达到90%以上，这样太阳能热水器或热泵就可以提供热水来满足建筑物的需求了。在良好的保温条件下，低温热泵和新式地板采暖系统就可以满足建筑的供暖要求，老式的中高温锅炉和暖气片系统就可以取消了。

建筑零能耗和零排放面临各种选择。总的来说，应具体情况具体分析，没有一成不变的规则，是搞风源热泵还是搞水源热泵，或者是土源热泵，要根据具体情况进行。要结合当地特点，使效益最大化，以综合效益最大化为原则。比如水

源充足就有搞水源热泵的条件，如果深层地热资源充沛，也可以搞地热供暖或制冷。

在各种条件都具备的情况下，也可以集各家之长。比如在被动房的基础上，热泵技术就只能提供热水资源了，可用于洗澡和洗衣服；如果资源过剩，可以把本来用于一户的热水资源分配给10户去用，扩大了面积，同样减少了资源的浪费，提高了热泵资源的效率。这时如果还有太阳能，那么最好是用于发电，用来驱动电器和家庭烹饪，同时给热泵提供低碳电力资源，有利于热泵的大面积推广。

各种可再生能源需要协调发展、互有分工，整体上做到零能耗和零排放，为用户增加了更多的选择性，同时也就增加了项目的可行性。究竟适合哪种低碳能源系统，要根据具体项目条件，科学地设计和组织工程。究竟采用地暖还是暖气片，采用地源热泵还是空气源热泵，要根据具体项目要求及工程物质条件来确定。

6、可再生建材实现建筑物的负排放

可再生建材主要指的是木质建材、秸秆建材和竹藤等植物纤维材料；绿色、可再生；特别是秸秆建材，一年一生，每年7亿多吨；生生不息，可持续；可再生建材吸收温室气体、储存温室气体；碳汇、负排放；利用木质建材可以使建筑业变为负排放的绿色可持续发展的产业；建筑业出现一大的革命，实际上发达国家和我们的老祖宗一直或早已在这样做了；

如果把我国的森林覆盖率从目前的20%左右，提高到35%左右，也就是世界的平均水平，中国就可以实现自给自足，满足组合式木结构被动房的建设需求；目前，中国一半以上的木材需要进口，这是由于过去过度砍伐造成的；遵循可持续发展理念，重新认识“用进废退”的事物进化法则，自觉跟进世界文明的共同发展趋势，可再生建材一定会发展起来，推动建筑业尽快成为绿色的零排放和负排放产业。

7、结论：

（1）传统的建筑业高能耗、高资源消耗，环境负荷太大，不可持续发展；

（2）利用可再生的绿色建材和建筑围护结构，大力发展被动房，可以实现零能耗、零排放、甚至是负排放的绿色建筑；

（3）建材行业和新能源产业在以被动房为代表的新一轮绿色建筑产业革命到来之际，大有作为，市场前景广阔；要和建筑业携手共进，造福百姓、造福社会，实现合作共赢！