我国近零能耗办公建筑 助力推出国际首部近零能耗建筑技术标准

来源:科技日报

“温度28℃、风力二级、PM2.5……”夏日炎炎,走进北京北三环边上的中国建筑科学研究院,一栋棕色楼宇左上方显示屏上,即时发布着其气象数据采集系统的最新信息。

这是中国建筑科学研究院完成的我国第一栋零能耗办公建筑,代表我国目前国家级建筑节能技术发展的最高水,2016年荣获21世纪绿色建筑奖;2017年获得中国人居环境奖范例奖等;2018年获评国家发展改革委中国“双十佳”最佳节能实践项目。不仅如此,记者了解到,它的落成对我国建筑节能发展方向具有特殊的重大意义。

助力推出国际首部零能耗建筑技术标准

全球气候变化是当今世界以及今后长时期内人类所面临最严峻的环境与发展挑战,而建筑是节能减排、应对气候变化最重要的领域之一。

国际建筑节能技术进步非常快,已从节能建筑向超低能耗建筑、零能耗建筑、零能耗建筑上发展迈进。然而,10年前,我国零能耗建筑尚处于无试点示范、无科研项目、无技术规则、无行业组织、无产业目标的状况。

“为引领建筑节能工作迈向更高标准,自2013年1月起,基于中美清洁能源联合研究中心建筑节能合作项目科研成果,由中美双方30余位专家联合研究、设计、建造‘CABR零能耗示范建筑’,并于2014年7月落成并交付使用。”中国建筑科学研究院研究员张时聪介绍说。

推门进入这座总共4层的示范建筑,尽管室外天气闷热,却感觉室内气流通畅、阴凉舒适。

中国建筑科学研究院专业总工徐伟介绍说:“最初的设计思路体现在:一要让建筑跟环境整体协调;二要节省造价;三是以效果为导向,集成应用各种绿色节能技术。”

据介绍,示范楼投入使用多年,实际运行供暖、空调及照明能耗仅为北京市普通办公建筑均能耗的20%。示范楼建筑面积4025方米,单位面积总成本约5000元/方米,相比同等需求和水的建筑增量比例控制在20%以内,增量成本回收期控制在10年内。

特别值得一提的是,以示范楼经验为基础,住房和城乡建设部委托中国建筑科学研究院编制国家标准《零能耗建筑技术标准》,于2019年发布。国家级标准的颁布实施对全国各地推动相关工作起到重要引导和支撑作用。“此标准也是国际上零能耗建筑领域首次以国标标准形式颁布的技术文件。”徐伟强调。

集成展示世界前沿建筑节能和环境控制技术

这栋示范楼“冬季不使用传统能源供热,夏季供冷能耗降低50%,建筑照明能耗降低75%”,这是怎么做到的呢?

“面向中国建筑节能技术发展的核心问题,秉承‘被动优先,主动优化,经济实用’的原则,这栋楼作为国家零能耗示范项目,集成展示28项世界前沿的建筑节能和环境控制技术,力争打造为中国建筑节能科技未来发展的标志项目。”徐伟说。

据介绍,零能耗示范楼采用超薄真空绝热板作为高能的围护结构保温材料,传热系数仅为常规保温材料的六分之一;外窗采用三层真空Low-e铝包木窗,内设中置电动百叶遮阳系统,整窗传热系统较75%节能标准提升50%;通过建筑周边的地源热泵系统和屋顶安装太阳能空调等可再生能源系统为建筑供冷供暖。

“基于多年的运维数据,夏季供冷季,地源热泵系统和太阳能空调系统的贡献率分别为80%和20%;冬季地源热泵和太阳能集热系统贡献率分别为70%和30%。示范楼照明系统采用多种高效节能灯具,实现基于个体需求的照度和智慧开启照明。以北京市同类项目为基准进行比较,这一项目每方米可节电78千瓦时,每年减少二氧化碳225吨,为城市减低碳排放、提升人居环境水作出贡献。”负责示范楼运行调适优化的李怀研究员介绍说。

徐伟指出:“超低零能耗建筑将推动建筑节能工作从‘路径约束’到‘效果约束’转变,随着超低零能耗建筑从试点示范逐步迈向规模推广阶段,我国建筑运行碳排放增速将快速放缓,为2030年建筑领域碳达峰提供有力支撑。”

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