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摘要:传统上,零能耗建筑通过建筑的动态设计,减少供热、空调和照明需求,通过积极的技术措施,最大限度地提高能源设施和系统效率,充分利用可再生能源,为用户提供舒适的室内环境,能耗水平比国家标准降低60%-70%以上。2011年的近零能耗建筑是试水,建设项目已经达到1000万平方米,已经建成的近零能耗建筑项目大大改善了室内环境质量,而建筑能耗大幅降低的情况已经从单位扩大到了规模。
一、概况
(一)情况
到2019年底,中国城乡建筑总量达到6200亿平方米。建筑能耗占全社会能耗的22%。并根据人们生活水平和室内环境的需要不断增加。因此,建筑节能是实现全球低能耗、低碳可持续发展的重要手段。建筑节能一直是建筑节能领域的中长期发展目标,也是世界各国关注的焦点。到2020年6月,我国最大的低能耗建筑工程已超过900万平方米,其中大部分分布在北京、河北、汉南、山东等地。四部委累计在建和在建低能耗建筑示范工程164个。其中,北九州极低能耗建筑项目共32个。该项目在我国建成超低能耗建筑67栋,建筑面积31662万平方米,完成22个项目5552万平方米,45个项目2611万平方米。河南省郑州市目前是一个超低能耗建筑示范项目,总面积约7.84万平方米。
(二)政策
鼓励政策对我国超低能耗建筑的发展起到了重要作用,“十三五”年来,我国超低能耗建筑政策的出现是必然的。特别是2020年1月,为推动居住区和城区高质量绿色发展,加快建筑业转型升级,我国、阿穆尔省、哈南省、重庆市、保定市和青岛市相关城市也支持超低碳发展本研究的目的是明确超低能耗建筑的发展目标。任务和路线;超低能耗建筑项目和外墙外保温的资金补贴不包括在各种政策鼓励中,如容积率计算;通过优化产业布局等手段加强超低能耗建筑产业发展,科技创新的支持,标准体系的完善,低能耗建筑规模发展的启动和创新发展被切断。
二、性能化设计在近零能耗建筑的应用
(一)严寒与寒冷地区应用
在我国寒冷地区,我国公布了全面而广阔的超低/近零能耗建筑发展目标,新的超低/近零能耗建筑比例显著提高了速度,明确了各产业链的产值目标。2025年计划将超低能耗建筑产业发展成为重点产业,强化产业集群,发展龙头企业,开发三类新型建材,开发新型建材,推广节能建筑模式,推广生产城堡融合模式,实施产业合作模式平台。打造龙头企业形态,推动龙头企业云集,构建完善的整体支撑体系。目标是优化全产业链体系、产业发展布局,推进技术创新,完善产业标准体系,促进深度融合。
(二)夏热冬冷地区应用
《上海市绿色建筑控制阀法》于2020年5月公布,是上海等地区夏热冬冷地区发展超低能耗建筑的典范,包括超低能耗建筑技术和符合城市气候和资源要求的标准,通过加强产品的研发,超低能耗建筑模式的应用得以推广。今夏寒夏之区,只颁布了绿色建筑的理念或法令。目标超低/接近零能耗架构不足。同时,由于气候特点,原有的产业结构与现有超低能耗建筑的供应链不相匹配,对超低能耗建筑的认识不全面,缺乏在夏热冬冷地区的主导优势。
(三)夏热冬暖地区
对于以空调能耗为中心的夏热冬暖地区,应将夏热冬暖地区的气候特点与节能策略、技术措施和常规节能方法相结合,并将极低能耗建筑技术体系提交给这一气候型地区。本文从外墙、传热系数、保温隔热性能、外窗外系数等方面,研究了冬季的传热系数以及冬季空调负荷和节能贡献的影响,通过对厦门市超低能建筑模型的观测,将外墙传热系数降低到1w/m2k。节能率的变化不是很明显。空调的能耗远高于供热的能耗。外窗的保温性能高于外窗。超低能耗建筑采用的高层建筑气密等级不适合夏季炎热和冬暖地区节能措施的技术路线。
三、性能化设计在近零能耗建筑技术应用分析
(一)项目技术应用
示范工程利用土地合理利用自然条件,营造舒适健康的室内环境,增加建筑寿命,大大降低能耗,具有技术特色。本工程技术路线的具体措施如下:
驱动设计:优化建筑布局、方向和体形因素,强调气候适宜性。通过使用高性能保护结构、非热桥设计和施工,提高整个建筑的气密性。利用太阳能、自然通风和自然采光技术,降低了建筑的能源需求。
能源系统和设施效率:可持续能源效率是减少建筑能耗的重要组成部分,应优先使用优先系统和设备。包括空调、照明和电气系统。
通过可再生能源系统平衡和替代建筑能源。可再生能源在建筑主体和周边地区的应用潜力是很好地平衡和替代能源消耗的平衡。
(二)高性能围护结构
与现阶段国家节能标准65%的目标相比,《零能耗建筑技术标准》外围护结构的热管理性能提出了更高的要求。本研究的目的是开发一种高性能的建筑防护结构构件,提高建筑的保温隔热要求,实现良好的室内居住环境,降低能耗。外墙、门、窗和屋顶在围护结构的所有部分中尤为重要。
(三)建筑整体气密性
整个建筑的气密性是指在封闭状态下防止空气渗入的能力,以及在建筑物和房间通常的封闭状态下不透水空气渗入的特征。现阶段,外部结构的热工性能日趋成熟,通过外部结构的温差,传热能耗大幅度降低,建筑的气密性成为影响防护结构传热的主要因素。建筑气密性对室内热湿环境质量、空气质量和隔声性能也有重要影响,是建筑能耗的重要技术指标。我国对整栋建筑的气密性兴趣不高,在节能设计标准中,只对建筑部分的气密性(门窗)进行了限制,在实际设计和施工过程中,往往忽视整栋建筑的气密性。”“标准”要求按建筑类型、指数等级和气候区域划分整个建筑的气密性。能耗极低、接近零能耗的住宅建筑,寒区和高寒区的气密极限为0.6,公共建筑为1.0,其他地区的住宅建筑气密要求为1.0,公共建筑不受限制。为了满足建筑气密性的要求,房屋应该在整个采暖量周围有一个连续的全气密层。因此,为了达到规范要求的气密性,示范工程主要采取以下措施来提高建筑的整体气密性。在建筑设计中采用简洁的节点设计,避免了气密性的出现,可以处理节点。
(四)被动式技术
针对性能化设计在近零能耗建筑技术中的被动式技术进行分析可以分为以下几个方面:
(1)自然通风:在整个建筑的整个规划阶段首先考虑自然通风,适合小气候。其次,考虑到自然通风的有效利用,合理布置门窗。自然通风能有效地降低夏季空调能耗和瞬态能耗。有许多建筑类型特别适合温带气候。根据夏季酷暑高寒区广县住宅项目的模拟数据,通过自然通风,比采用高端防护结构降低了8.4%的冷冻能耗。
(2)自然采光:自然采光的强弱不是一成不变的,有必要知道在任何给定的时间,建筑地基有多少采光。自然采光类型以侧光和上光为主,对于一般的自然采光空间,尽量降低近光照度,增强远光源照度,使照度尽可能均匀。窗户上的室内照度分布比侧窗均匀得多,主要用于公共建筑。侧窗是最常见的住宅建筑类型。
(3)太阳辐射:自然采光可以有效降低建筑照明的能耗,但过多的太阳辐射会导致夏季室内热量增加,增加对冷量的需求。如何平衡冬季的自然热量,减少夏季太阳辐射的热量和自然日照,是设计中的一个重要问题。模型工程采用模拟的方法对建筑光环境进行分析,优化自然采光方案,实现近零能耗和遮阳平衡。我们领养了大楼的外面。
(五)主动式技术
针对性能化设计在近零能耗建筑技术中的主动式技术进行分析可以分为以下几个方面:
(1)高效冷源系统:冷源是建筑采暖空调系统的耗能主体,不同冷源的最终能耗在满足同一建筑的冷需求方面通常是不同的,对整个建筑的能耗有着至关重要的意义建筑物的消耗指数。热泵是实现能耗接近零的一项重要技术,与传统空调相比,热泵不仅需要制冷,而且需要产生热能。与夏季的夏季制冷系统相比,热泵机比燃气锅炉和中央空调系统节省了40%的运行费用,中央空调和风冷机组的空调机组运行费用几乎持平。部分项目采用新型风泵一体机、能源环境一体机等高性能设备,效率更高。
(2)高效照明系统:照明系统能耗占建筑总能耗的20%-40%,LED照明作为绿色节能光源的代表,是市场潜力最大的市场热点。对于比较成熟的光源来说,LED照明节能70%以上,光质高,而且基本上是无辐射的,一般属于典型的绿色光源。如果将其应用于房屋,可以减少室内产生的热量,降低室内空调负荷。智能照明系统和智能照明系统是降低建筑能耗的有效途径。
(3)新型风热回收系统:是建筑近零能耗的主要特征之一,也是建筑近零能耗的主要特征之一,它不仅满足了室内新的供风需求,而且通过对风中能量的收集和利用,建筑供热的需求与系统。减少建筑能耗,实现建筑零能耗目标。本标准是对新型风热回收系统换热性能的要求。换热规律为75%以下,总换热率为70%以下。所有模型项均满足要求,换热率达到85%。
结束语
综上所述,本文对性能化设计在近零能耗建筑的应用实践与相关技术进行了分类分析,虽然目前国内建筑部品产业的平均水平离这一目标尚存在一定差距,但增强高性能建筑部品的市场竞争力,推动建筑产业升级和转型将是降低近零能耗建筑成本的有效手段。本文研究系个人观点,愿为我国近零能耗建筑做出微薄之力。
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