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上海發(fā)展超低能耗建筑的思考2019-07-04 11:13來源:綠色建筑(lsjz64687232)作者:瞿燕
![]() 轉(zhuǎn)自 | 綠色建筑(lsjz64687232),推薦關(guān)注 作者 | 瞿燕,高級(jí)工程師,現(xiàn)供職于華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 摘要 我國(guó)建筑能耗總量逐年上升,目前占全國(guó)能源消費(fèi)總量的20%以上,推進(jìn)建筑節(jié)能工作勢(shì)在必行。超低能耗建筑以其舒適度高、節(jié)約能源等特點(diǎn),越來越受到我國(guó)政府和相關(guān)科研人員的關(guān)注。梳理了國(guó)內(nèi)超低能耗建筑的發(fā)展現(xiàn)狀,探討了上海地區(qū)超低能耗建筑的氣候適應(yīng)性設(shè)計(jì)策略,提出了上海地區(qū)發(fā)展超低能耗建筑所面臨的問題,以期為后續(xù)進(jìn)一步的研究工作提供指導(dǎo)。 關(guān)鍵詞 超低能耗建筑;氣候特征;建筑節(jié)能;夏熱冬暖地區(qū) 隨著我國(guó)人口數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)和人們物質(zhì)生活條件不斷改善,建筑需求量和房屋舒適度要求同步提高,建筑能耗總量逐年上升。數(shù)據(jù)顯示,2016年,中國(guó)建筑總面積達(dá)到635億m2,能源消費(fèi)總量為8.99億t標(biāo)準(zhǔn)煤,占全國(guó)能源消費(fèi)總量的20.6%,建筑碳排放總量為19.6億tCO2,占全國(guó)能源碳排放總量的19.4%[1]。在倡導(dǎo)節(jié)約高效、清潔低碳社會(huì)用能模式的大趨勢(shì)下,減少建筑能耗和推進(jìn)建筑節(jié)能工作成為我國(guó)政府及相關(guān)科研人員任重而道遠(yuǎn)的任務(wù)。 當(dāng)前國(guó)際上主要發(fā)達(dá)國(guó)家在積極推動(dòng)零能耗建筑、近零能耗建筑、超低能耗建筑等建筑節(jié)能先進(jìn)理念,德國(guó)、瑞典、日本、美國(guó)等國(guó)家已經(jīng)制定出適應(yīng)本國(guó)特點(diǎn)的節(jié)能建筑發(fā)展路線和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[2-6]。 我國(guó)自2009年以來,通過住建部的示范引導(dǎo),引進(jìn)德國(guó)先進(jìn)建筑節(jié)能技術(shù),吸納被動(dòng)式超低能耗建筑技術(shù)理念,在不同地區(qū)陸續(xù)開展了一系列的超低能耗示范工程建設(shè),如“漢堡之家”“在水一方”“布魯克”等,取得了良好的應(yīng)用效果[7]。 2017年,住建部印發(fā)的《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》明確提出了“在全國(guó)不同氣候區(qū)積極開展超低能耗建筑建設(shè)示范”“結(jié)合氣候條件和資源稟賦情況,探索實(shí)現(xiàn)超低能耗建筑的不同技術(shù)路徑”等要求。由此可見,研究和發(fā)展舒適度高、節(jié)約能源的超低能耗建筑是我國(guó)建筑節(jié)能工作的必然趨勢(shì)。 現(xiàn)階段,國(guó)內(nèi)關(guān)于超低能耗建筑的示范和研究有序推進(jìn)并取得了一些成果,但仍存在著各地發(fā)展不均衡的問題。 本文就超低能耗建筑在國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理,并結(jié)合氣象特征和現(xiàn)有案例對(duì)其在上海地區(qū)的發(fā)展進(jìn)行探討。 01 國(guó)內(nèi)超低能耗建筑發(fā)展現(xiàn)狀 1988年“被動(dòng)房”概念首次在德國(guó)被提出,經(jīng)過近30a的發(fā)展,被動(dòng)房已成為具有完備技術(shù)體系的自愿性超低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn),其節(jié)能性“比既有建筑節(jié)能90%以上,比新建建筑節(jié)能75%以上”[8]。住建部自2007年起與德國(guó)能源署開展合作,2009年雙方確定將在中國(guó)推動(dòng)被動(dòng)式低能耗建筑的發(fā)展作為合作內(nèi)容。 超低能耗建筑與之前常規(guī)節(jié)能建筑在理念上的重要區(qū)別在于從“措施導(dǎo)向”轉(zhuǎn)為“目標(biāo)導(dǎo)向”。常規(guī)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)限定節(jié)能措施要求,而超低能耗建筑則是限定能耗目標(biāo),具體項(xiàng)目可以基于能耗目標(biāo)根據(jù)條件自由選擇節(jié)能措施。 結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況及建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的工作進(jìn)程,目前對(duì)超低能耗建筑的界定為適應(yīng)氣候特征和場(chǎng)地條件,在利用被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)和技術(shù)手段大幅降低建筑供暖、空調(diào)、照明需求的基礎(chǔ)上,通過主動(dòng)技術(shù)措施提高能源設(shè)備與系統(tǒng)效率,以更少的能源消耗提供舒適室內(nèi)環(huán)境的建筑。其供暖、空調(diào)、照明、生活熱水、電梯能耗水平應(yīng)較2016年建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)降低50%以上。超低能耗建筑在國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀可從項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和政策激勵(lì)3個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)。 1.1 項(xiàng)目層面 超低能耗建筑及其近似理念在國(guó)內(nèi)的項(xiàng)目推廣,主要有3條脈絡(luò):住建部的科技示范項(xiàng)目、被動(dòng)式超低能耗認(rèn)證項(xiàng)目及德國(guó)被動(dòng)房認(rèn)證項(xiàng)目。 (1)根據(jù)住建部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心的數(shù)據(jù),截至2017年其參與技術(shù)支持的被動(dòng)式低能耗示范項(xiàng)目達(dá)到45個(gè),其中夏熱冬冷地區(qū)有11個(gè),占比為24.0%,夏熱冬冷地區(qū)的項(xiàng)目分布在江蘇海門、湖南株洲及長(zhǎng)沙、浙江杭州和四川成都[9]。 (2)根據(jù)中國(guó)建筑節(jié)能協(xié)會(huì)被動(dòng)式超低能耗建筑分會(huì)公布的數(shù)據(jù),自2016年開始進(jìn)行被動(dòng)式超低能耗認(rèn)證以來,2016~2018年期間,全國(guó)共有67個(gè)項(xiàng)目獲得認(rèn)證,其中夏熱冬冷地區(qū)項(xiàng)目共有7個(gè),占比10.4%。夏熱冬冷地區(qū)的項(xiàng)目分布在江蘇鎮(zhèn)江及南京、福建廈門、浙江臺(tái)州、江西南昌、湖南長(zhǎng)沙和四川成都[10]。 (3)根據(jù)德國(guó)被動(dòng)房研究所(PassiveHouseInstitute,PHI)官方網(wǎng)站數(shù)據(jù),截至2018年10月,中國(guó)共有18個(gè)項(xiàng)目獲得了德國(guó)被動(dòng)房的PHI認(rèn)證,主要集中在嚴(yán)寒及寒冷地區(qū),而位于夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)的項(xiàng)目有4個(gè),按項(xiàng)目數(shù)量占比為22.2%,其中上海2個(gè),浙江湖州1個(gè),廣東佛山1個(gè)。中國(guó)獲得德國(guó)被動(dòng)房PHI認(rèn)證項(xiàng)目分布情況如圖1所示。 a) 按項(xiàng)目數(shù)量統(tǒng)計(jì) b)按項(xiàng)目建筑面積統(tǒng)計(jì) 圖 1 中國(guó)獲得德國(guó)被動(dòng)房PHI認(rèn)證項(xiàng)目分布 綜合上述分析可以看出,目前超低能耗建筑及其近似理念在國(guó)內(nèi)的項(xiàng)目推廣主要集中在北方地區(qū),夏熱冬冷地區(qū)項(xiàng)目的占比約在20%以下。針對(duì)上海地區(qū)而言,無論是住建部示范工程,抑或中國(guó)建筑節(jié)能協(xié)會(huì)被動(dòng)式超低能耗建筑分會(huì)的認(rèn)證項(xiàng)目,均為空白。上海僅在德國(guó)被動(dòng)房領(lǐng)域有2個(gè)認(rèn)證項(xiàng)目。 1.2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 國(guó)內(nèi)超低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)體系的建立始于2015年,自河北省率先發(fā)布DB13(J)/T177-2015《被動(dòng)式低能耗居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》以來,山東、河南、青海等省市陸續(xù)推出地方性的規(guī)范或?qū)t,但均集中在北方地區(qū),南方地區(qū)尚無地方性的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。已出臺(tái)的地方性超低能耗建筑相關(guān)規(guī)范如表1所示。 表 1 已出臺(tái)的地方性超低能耗建筑相關(guān)規(guī)范 立足全國(guó)性規(guī)范的角度,目前已出臺(tái)的僅有住建部于2015年11月發(fā)布的《被動(dòng)式超低能耗綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則(試行)》(居住建筑)(以下稱“住建部導(dǎo)則”),與德國(guó)被動(dòng)房技術(shù)體系對(duì)標(biāo)。住建部導(dǎo)則僅適用于居住建筑,缺少公共建筑的技術(shù)規(guī)定。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T51350-2019《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》提出,對(duì)于公共建筑,相對(duì)現(xiàn)行國(guó)家公建節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能50%為超低能耗建筑。 德國(guó)被動(dòng)房的核心技術(shù)指標(biāo)有如下幾點(diǎn)[8]:①供暖能耗:供暖能耗≤15kWh/(m2·a)或熱負(fù)荷≤10W/m2;當(dāng)采用空調(diào)時(shí),對(duì)供冷能耗的要求與供暖能耗一致;②建筑一次能源用量≤120kWh/(m2·a);③建筑氣密性要求N≤0.6。④超溫頻率≤10%。目前住建部導(dǎo)則對(duì)于超低能耗居住建筑的能耗指標(biāo)及氣密性指標(biāo)如表2所示[11]。河北和青島的地方標(biāo)準(zhǔn)中采暖需求與德國(guó)被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)相同,制冷需求≤15kWh/(m2·a)或制冷負(fù)荷≤20W/m2,一次能源消耗和氣密性指標(biāo)與住建部導(dǎo)則相同。 表 2 不同氣候區(qū)的能耗指標(biāo)kWh/(m2·a)和氣密性指標(biāo) 1.3 政策激勵(lì) 住建部在《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中提出,“到2020年,建設(shè)超低能耗、近零能耗建筑示范項(xiàng)目1000萬(wàn)m2以上”。為響應(yīng)該要求,目前全國(guó)多個(gè)地區(qū)出臺(tái)超低能耗建筑在本地發(fā)展的實(shí)施意見或細(xì)則,天津、河北、河南、山東等多個(gè)省市制定了以2020年為時(shí)間節(jié)點(diǎn)的階段性行動(dòng)計(jì)劃和明確的資金獎(jiǎng)勵(lì)政策。 比較典型的政策有河北石家莊《關(guān)于加快推進(jìn)被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展的實(shí)施意見》。該意見中關(guān)于容積率等政策,如“建設(shè)被動(dòng)房的地上建筑面積9%不計(jì)入容積率”以及資金激勵(lì)“被動(dòng)房建筑在辦理商品房?jī)r(jià)格備案時(shí)可上浮30%”“符合被動(dòng)房節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的建筑項(xiàng)目每平方米補(bǔ)貼200元”等有效地帶動(dòng)了超低能耗建筑在石家莊的推廣。 調(diào)研顯示,該類激勵(lì)政策仍是集中在嚴(yán)寒及寒冷地區(qū),在夏熱冬冷地區(qū)鮮有超低能耗建筑的激勵(lì)政策出臺(tái)。目前僅有江蘇省將超低能耗被動(dòng)式綠色建筑工程示范納入了省級(jí)節(jié)能減排專項(xiàng)引導(dǎo)資金支持。 1.4 現(xiàn)狀總結(jié)及反思 根據(jù)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定及激勵(lì)政策3個(gè)方面的總結(jié)可知,目前國(guó)內(nèi)超低能耗建筑的發(fā)展主要存在以下問題。 ①各地發(fā)展不均衡。究其原因,主要是我國(guó)幅員遼闊,存在嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)和溫和地區(qū)等5個(gè)氣候區(qū),不同氣候區(qū)的氣象條件、建筑特點(diǎn)、生活習(xí)慣及用能特點(diǎn)等方面均存在較大差異。目前超低能耗建筑在北方嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)的發(fā)展力度較大,上海等夏熱冬冷地區(qū)則比較欠缺。這主要因?yàn)楸狈降貐^(qū)的氣候條件與德國(guó)相對(duì)接近,其技術(shù)體系可基本適用。與北方和歐洲地區(qū)不同,上海等夏熱冬冷地區(qū)在氣候特征和用能習(xí)慣上有著較為明顯的差異[12-15],造成從業(yè)人員和政府管理部門對(duì)本地區(qū)發(fā)展超低能耗技術(shù)路徑的疑慮,進(jìn)而導(dǎo)致相關(guān)工作推進(jìn)緩慢。 ②已出臺(tái)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中針對(duì)居住建筑的較多,其主要原因是不同類型的居住建筑在統(tǒng)一的計(jì)算邊界下,負(fù)荷及能耗強(qiáng)度差異較小,有設(shè)定絕對(duì)能耗指標(biāo)的可行性,而公共建筑類型較多,負(fù)荷和能耗特征多樣,難以用統(tǒng)一的能耗指標(biāo)和技術(shù)參數(shù)界定不同類型的公建。 綜上所述,上海等夏熱冬冷地區(qū)超低能耗建筑要實(shí)現(xiàn)推廣加速,亟待結(jié)合本地區(qū)的氣候特征開展深入的研究分析,解答技術(shù)疑慮,明晰技術(shù)路徑,編制規(guī)范導(dǎo)則進(jìn)行引導(dǎo)。 02 上海地區(qū)氣候特征及其超低能耗路徑 上海屬于典型的夏熱冬冷氣候區(qū),在溫度、濕度、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度等方面與德國(guó)和中國(guó)北方及歐洲地區(qū)都有顯著差異,這也構(gòu)成了被動(dòng)式超低能耗建筑技術(shù)路線差異的根源所在。以德國(guó)的漢堡作為比較對(duì)象,可以看出這種氣候差異以及節(jié)能策略的不同。 2.1 溫濕度特征 上海與德國(guó)漢堡的月平均氣溫和濕度對(duì)比分別如圖2和圖3所示。 上海位于夏熱冬冷地區(qū),而從緯度上看漢堡比我國(guó)位于嚴(yán)寒地區(qū)的哈爾濱更靠近北極。上海7月平均溫度高出漢堡10.6K,而1月平均溫度高出漢堡3.9K。與漢堡相比,上海夏季更為炎熱,而冬季雖然寒冷,氣溫卻比漢堡高。德國(guó)以供暖為主而空調(diào)需求較小,上海不僅需要解決冬季供暖問題,在夏季還有較大的制冷需求,隔熱與保溫均應(yīng)考慮。 夏季潮濕是上海氣候的典型特征之一。上海7月份的平均含濕量達(dá)到18.94g/kg,數(shù)值2倍于漢堡7月份的平均含濕量。室內(nèi)舒適點(diǎn)(干球溫度26℃、相對(duì)濕度60%)對(duì)應(yīng)的含濕量12.78g/kg,理論上當(dāng)室外空氣含濕量超過12.78g/kg時(shí),新風(fēng)供應(yīng)就應(yīng)該除濕。由圖7可見,上海在6月~9月有較為明顯的除濕需求。除濕負(fù)荷在整個(gè)建筑負(fù)荷和能耗構(gòu)成中不可忽視,需要采取一定的除濕措施,同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的除濕耗能。 2.2 太陽(yáng)輻射特征 全年太陽(yáng)輻射充足且月份間的不平衡性相對(duì)較小是上海地區(qū)太陽(yáng)輻射特點(diǎn),全年累計(jì)的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度達(dá)到1271kWh/m2。上海與漢堡的月太陽(yáng)輻射總量對(duì)比如圖4所示。因此在上海地區(qū),夏季有必要通過合理的遮陽(yáng)措施降低進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)輻射熱,而在冬季輻射資源較好,充足的輻射熱進(jìn)入室內(nèi)能夠降低熱負(fù)荷,有必要保障太陽(yáng)輻射的進(jìn)入。 圖 4 上海與漢堡的月太陽(yáng)輻射總量對(duì)比 2.3 風(fēng)環(huán)境特征 上海屬季風(fēng)氣候區(qū),春秋兩季為南北風(fēng)向轉(zhuǎn)換季節(jié),春季最多風(fēng)向?yàn)闁|到東南風(fēng),秋季最多風(fēng)向?yàn)闁|到東北風(fēng),具備較好的風(fēng)環(huán)境資源,如圖5所示。從居民的生活習(xí)慣來說,對(duì)自然通風(fēng)的需求較強(qiáng)。因此在這種氣候特征下,對(duì)建筑的朝向和規(guī)劃設(shè)計(jì)提出了要求,要為過渡季和夏季利用自然通風(fēng)提供條件。 圖 5 上海累年年風(fēng)玫瑰圖 2.4 氣候響應(yīng)的被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略 上海地區(qū)夏季炎熱、晝夜溫差小、太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈,建筑設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)考慮降低環(huán)境溫度、做好建筑遮陽(yáng)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱。同時(shí),本地區(qū)還有冬季寒冷、潮濕,梅雨季潮濕多雨的特點(diǎn),對(duì)應(yīng)地則應(yīng)加強(qiáng)建筑的可控通風(fēng)、做好圍護(hù)結(jié)構(gòu)與地面保溫、加強(qiáng)建筑氣密性。主要適用的氣候響應(yīng)設(shè)計(jì)措施如表3所示。 表 3 氣候響應(yīng)被動(dòng)設(shè)計(jì)策略 03 上海地區(qū)典型超低能耗案例及思考 我國(guó)超低能耗建筑的發(fā)展主要吸取了德國(guó)被動(dòng)房技術(shù)理念,其技術(shù)體系主要包括5大方面:圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫、節(jié)能門窗、建筑氣密性、熱橋處理與排風(fēng)熱回收,其中前4項(xiàng)技術(shù)均為被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)[8]。 2010年上海世博會(huì)的德國(guó)館“漢堡之家”是中國(guó)第一個(gè)獲得德國(guó)被動(dòng)房認(rèn)證的建筑[15],主要利用太陽(yáng)能、地?zé)帷⑷梭w熱等資源,使室內(nèi)四季保持25℃左右的恒溫,建筑所消耗的外部能源只有普通房屋的10%,一次能源需求<50kWh/(m2·a)。其所采用的節(jié)能技術(shù)主要有以下幾點(diǎn)。 ①建筑本體設(shè)計(jì)。針對(duì)上海夏季炎熱的特點(diǎn),“漢堡之家”設(shè)計(jì)為坐南朝北,南向無窗或窗很小,東向和北向?yàn)榇笃涞卮?,以此達(dá)到“夏涼”的效果。體形上采用緊湊的抽屜式設(shè)計(jì),便于背陰面采光和對(duì)下層建筑遮陽(yáng)。 ②建筑保溫隔熱系統(tǒng)和氣密性設(shè)計(jì)。紅磚外墻質(zhì)地密實(shí),隔熱隔音性能較好,外層紅磚墻和內(nèi)層水泥墻之間有20cm厚的隔熱層。屋頂同樣有19cm厚的隔熱層,且鋪設(shè)的太陽(yáng)能板可起到遮陽(yáng)作用。玻璃為3層絕熱型,中間充滿惰性氣體隔絕熱傳遞,窗框和門框采用特殊絕緣材料降低熱橋效應(yīng)。建筑整體氣密性良好,有利于保持室內(nèi)恒溫。 ③可再生能源利用和熱回收?!皾h堡之家”屋頂裝有450m2的光伏發(fā)電設(shè)備,可提供建筑運(yùn)行所需電能的80%左右。利用建筑物地下深達(dá)35m的基礎(chǔ)樁與地下管網(wǎng)連接采集地?zé)?,通過地?zé)岜毛@得采暖、制冷、通風(fēng)和除濕所需能量。為建筑提供新風(fēng)的中央通風(fēng)設(shè)備與熱泵循環(huán)系統(tǒng)相連,并配備有高效熱回收裝置,在采暖時(shí)效率可達(dá)90%,制冷時(shí)效率可達(dá)80%。建筑內(nèi)部的灰暗涂料可吸收房間內(nèi)設(shè)備、人體等釋放的熱量,減少能量散失。 2018年,上海第一棟自主設(shè)計(jì)和施工的被動(dòng)房“舜元被動(dòng)房”(SunyoungPavilion)獲得PHI認(rèn)證,這是上海第二座得到德國(guó)被動(dòng)房認(rèn)證的建筑。其供暖需求為13kWh/(m2·a),制冷及除濕需求為27kWh/(m2·a),一次能源需求為94kWh/(m2·a)。相比普通建筑,其節(jié)能率達(dá)到近90%。同時(shí)室內(nèi)PM2.5和TVOC基本都為0,溫濕度能恒定在20~25℃和30%~60%人體最舒適區(qū)間內(nèi)。 此外,上海市長(zhǎng)寧區(qū)在世界銀行項(xiàng)目中推出了一棟近零排放建筑——虹橋迎賓館9號(hào)樓,該建筑是按照長(zhǎng)寧低碳城市項(xiàng)目中制定的近零排放標(biāo)準(zhǔn)[CO排放量≤25kg/(m2·a)]建造。建筑中使用了高性能的圍護(hù)結(jié)構(gòu),外墻及屋面的傳熱系數(shù)<0.6W/m2·K,采用了自然采光和自然通風(fēng)的被動(dòng)式節(jié)能措施,太陽(yáng)能光伏發(fā)電的安裝面積為288m2,裝機(jī)容量51.3kW,空調(diào)系統(tǒng)為高效多聯(lián)機(jī)設(shè)備,制冷綜合性能系數(shù)達(dá)到9.0,并配備新風(fēng)全熱回收系統(tǒng),采用智能集成控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)管理設(shè)備運(yùn)行。 前兩座建筑均強(qiáng)調(diào)了“被動(dòng)房”的概念,而國(guó)內(nèi)在推廣此概念時(shí)使用的名稱是“被動(dòng)式超低能耗建筑”,二者雖然理念相似,但具體的指標(biāo)和技術(shù)措施有所不同。后一座建筑強(qiáng)調(diào)“低碳”概念,建設(shè)理念和目前國(guó)內(nèi)的超低能耗建筑相近。 上海地區(qū)發(fā)展超低能耗建筑,應(yīng)當(dāng)在概念和技術(shù)兩個(gè)層面進(jìn)行自主化和本地特色化的界定。在概念層面,需要明確超低能耗建筑的具體指標(biāo),如能耗指標(biāo)、氣密性指標(biāo)和室內(nèi)環(huán)境指標(biāo)等,其中包含了負(fù)荷約束范圍、一次能源需求的計(jì)算、能耗模擬的方法和邊界等細(xì)節(jié)問題。在技術(shù)措施層面,需要討論高氣密性、厚保溫、熱回收等技術(shù)策略是否適合上海地區(qū),以及超低能耗路徑的重點(diǎn)是被動(dòng)式措施還是主動(dòng)式措施等問題。 目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將超低能耗目標(biāo)的范圍約束在供暖空調(diào)、照明、生活熱水和電梯4部分,由此可知節(jié)能措施的方向?yàn)榻档徒ㄖ┡照{(diào)負(fù)荷需求、提高供暖空調(diào)系統(tǒng)效率、縮短空調(diào)運(yùn)行時(shí)間、降低照明功率密度、縮短照明運(yùn)行時(shí)間、提高供熱水設(shè)備的效率、補(bǔ)充可再生能源利用等。 其中后6項(xiàng)措施主要依靠設(shè)備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能,屬于“主動(dòng)式節(jié)能措施”,其技術(shù)要求相對(duì)固定,與氣候差異的關(guān)聯(lián)較小,而第一項(xiàng)降低負(fù)荷需求主要依靠“被動(dòng)式節(jié)能措施”來實(shí)現(xiàn),由建筑專業(yè)主導(dǎo),其具體的技術(shù)選擇具有典型的地域特征,與本地的氣候特點(diǎn)息息相關(guān)。 調(diào)研結(jié)果表明,上海地區(qū)要實(shí)現(xiàn)超低能耗建筑目標(biāo),應(yīng)當(dāng)遵循“被動(dòng)優(yōu)先,主動(dòng)優(yōu)化”原則,合理應(yīng)用被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)、主動(dòng)式設(shè)備節(jié)能以及可再生能源。 首先通過規(guī)劃與建筑自身的設(shè)計(jì),營(yíng)造良好的建筑本體條件,主要包括建筑朝向、自然通風(fēng)與采光的設(shè)計(jì)措施,然后采取以被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)為主的方式去降低建筑負(fù)荷。 對(duì)于住宅建筑推薦的技術(shù)優(yōu)先級(jí)為高性能外窗及外遮陽(yáng)、適度的圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫、新風(fēng)全熱回收、改善氣密性;對(duì)于公共建筑推薦的技術(shù)優(yōu)先級(jí)為外遮陽(yáng)、新風(fēng)全熱回收、改善氣密性、適度保溫及高性能外窗。其中氣密性應(yīng)滿足N50≤1.0,圍護(hù)結(jié)構(gòu)不宜過度保溫,且應(yīng)注意隔熱防潮,優(yōu)先選用高性能保溫材料,以減少保溫層厚度。 在主動(dòng)式設(shè)備節(jié)能措施方面,住宅建筑應(yīng)以節(jié)能照明為主,公共建筑應(yīng)以提高空調(diào)系統(tǒng)能效和節(jié)能照明為主。對(duì)于可再生能源利用,在住宅建筑中采用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)解決熱水能耗,在公共建筑中除太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)外,可采用可再生能源發(fā)電補(bǔ)充電力。 結(jié)合上海地區(qū)氣候特征和自然條件建成的兩座“被動(dòng)房”和一座“低碳”建筑為超低能耗建筑在上海的發(fā)展做了較好的示范,未來上海地區(qū)應(yīng)當(dāng)在借鑒“被動(dòng)房”理念和技術(shù)的基礎(chǔ)上,滿足國(guó)家和本地區(qū)的規(guī)范要求。 04 結(jié)語(yǔ) 在建筑節(jié)能的大環(huán)境下,我國(guó)倡導(dǎo)發(fā)展超低能耗建筑并做出了積極探索,但存在著各地發(fā)展不均衡的問題。當(dāng)前北方嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)有較大的發(fā)展力度,在示范項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和激勵(lì)政策方面均有階段性計(jì)劃和行動(dòng),而上海等夏熱冬冷地區(qū)超低能耗建筑發(fā)展相對(duì)滯后。 作為建筑節(jié)能的先進(jìn)理念,超低能耗建筑理念同樣應(yīng)在本地區(qū)得到更大范圍的推廣和應(yīng)用。根據(jù)上海地區(qū)的氣候特征,超低能耗建筑需考慮冬季保溫、夏季隔熱、除濕防潮、遮陽(yáng)和自然通風(fēng)設(shè)計(jì)等問題。 上海地區(qū)現(xiàn)有的超低能耗建筑滿足德國(guó)“被動(dòng)房”的要求,未來需要業(yè)界更多的技術(shù)研究和項(xiàng)目實(shí)踐來推動(dòng)本地的自主化和特色化。政府也應(yīng)該在標(biāo)準(zhǔn)制定、政策機(jī)制上予以配套,通過各方努力共同推進(jìn)超低能耗建筑的發(fā)展。 參考文獻(xiàn) [1]中國(guó)建筑節(jié)能協(xié)會(huì).中國(guó)建筑能耗研究報(bào)告(2018年)[R].上海:建筑節(jié)能,2018. [2]SCHNIEDERSJ,FEISTW,RONGENL.PassiveHousesfordifferentclimatezones[J].EnergyandBuildings,2015,105:71-87. [3]MIHAIM,TANASIEVV,DINCAC,etal.Passivehouseanalysisintermsofenergyperformance[J].EnergyandBuildings,2017,144:74-86. [4]梁俊強(qiáng),劉珊,喻彥喆.國(guó)際建筑節(jié)能發(fā)展目標(biāo)的比較研究——邁向零能耗建筑[J].建筑科學(xué),2018,34(8):118-123. [5]徐偉,劉志堅(jiān),陳曦,等.關(guān)于我國(guó)“近零能耗建筑”發(fā)展的思考[J].建筑科學(xué),2016,32(4):1-5. [6]徐偉,孫德宇,路菲,等.近零能耗建筑定義及指標(biāo)體系研究進(jìn)展[J].建筑科學(xué),2018,34(4):1-9. [7]陳強(qiáng),王崇杰,李潔,等.寒冷地區(qū)被動(dòng)式超低能耗建筑關(guān)鍵技術(shù)研究[J].山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào),2016,31(1):19-26. [8]貝特霍爾德·考夫曼,沃爾夫?qū)べM(fèi)斯特.德國(guó)被動(dòng)房設(shè)計(jì)和施工指南[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2015. [9]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心.中國(guó)被動(dòng)式低能耗建筑年度發(fā)展研究報(bào)告[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2017. [10]徐偉,孫德宇.《被動(dòng)式超低能耗綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則》編制思路及要點(diǎn)[J].工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化,2016(3):47-51. [11]彭夢(mèng)月.被動(dòng)房在中國(guó)北方地區(qū)及夏熱冬冷地區(qū)應(yīng)用的可行性研究[J].建設(shè)科技,2011(5):48-50. [12]潘黎,徐強(qiáng).上海地區(qū)氣候適應(yīng)型被動(dòng)式超低能耗建筑技術(shù)路線探索[J].建設(shè)科技,2015(23):22-23,28. [13]李崢嶸,蒿玉輝,趙群,等.夏熱冬冷地區(qū)超低能耗建筑熱工優(yōu)化設(shè)計(jì)及負(fù)荷分析[J].建筑科學(xué),2017(12):182-187. [14]鄧豐,朱凱.上海高層住宅被動(dòng)式超低能耗設(shè)計(jì)策略研究[J].住宅科技,2018(2):40-45. [15]寧中意.世博漢堡之家探尋——親歷被動(dòng)房氣密性測(cè)試[J].中外建筑,2010(3):10-11.
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