零能耗建筑及可再生能源新技術(shù)內(nèi)容簡介

中國建筑科學研究院建筑環(huán)境與節(jié)能研究院院長 徐偉

大家好!我的題目是《邁向零能耗建筑的技術(shù)與實踐》，今天我講的可能更實際一些。在座的都是搞建筑節(jié)能工作的，不管是搞科研工作還是搞產(chǎn)品開發(fā)還是搞設計，或者是搞管理，建筑節(jié)能有沒有終極目標呢?我們1986年，中國第一本建筑節(jié)能標準誕生，標志著我們國家建筑節(jié)能工作的開始，到現(xiàn)在近30年，我們建筑節(jié)能有沒有這樣一個目標?有!我們講的目標是什么?值得我們思考，是不是零能耗建筑就是我們的終極目標?就是建筑不耗能了，建筑節(jié)能的工作可以說就到達了一個新的階段，到那個時期很多人就可以欣慰的休息了，可以說是休息了。但是這個階段有沒有?我們從30到50，50到65，65到75，未來85、95、100，100就是零能耗。

第二，我們綠色建筑方興未艾，我們各個省市在過去十年里頭大量推廣，那綠色建筑的最高表現(xiàn)形式或者我們叫高性能的綠色建筑有沒有呢?是什么?我想零能耗建筑就是它的一個表現(xiàn)形式，就像美國或者是國際社會正在推零能耗綠色建筑，叫綠色建筑+，什么叫綠色建筑+，就是和零能耗建筑的結(jié)合。

這是國際社會普遍用的詞ZED，這個詞有意思，凈零能耗，也可以叫近零能耗，英文和中文正好一樣，都是近零能耗，一個是純凈的凈，一個是干凈的凈，有人問我NNENR為什么是復次不是形容詞?我說我不懂，英文國家這么叫過來的，這么叫肯定有道理?，F(xiàn)在全球是什么階段呢，邁向零能耗的階段，邁向多少年?可能是五年、十年、二十年，甚至三十年或者更遠。

好了，近零能耗是大家普遍認同的目前發(fā)展的主要階段，比如說在東盟，歐盟提出來二十年在歐盟成員國2020年的時候所有新建建筑要達到近零能耗，近零能耗有什么樣的表現(xiàn)形式呢?今天我們談的是被動房，大家聽得很多，在座的專家也可能是圍繞這個主題要進行發(fā)言，我們還有主動房呢?我們今天講的近零建筑，實際上我要講的一層意思是近零能耗是國際社會特別是歐盟比較明確的發(fā)展目標和方向。我們現(xiàn)在從事的被動式建筑或者德國講超低能耗建筑是近零能耗的體系或者說是一種表達方式。

我下面的演講分三個方面，剛才只是個開場白，大家體會體會，一個是發(fā)展背景，第二是典型工程分析，第三是思考。

我們可以看到，歐盟政策就是到2030年不同國家實現(xiàn)近零能耗的目標，比如說挪威執(zhí)行的是被動房的標準，但有的國家并不是，丹麥比06年降低75%就是近零能耗。這就是歐盟在EPBD規(guī)定下實現(xiàn)2020年的具體目標。我們再看美國，美國在我今天開會之前的上周，剛剛頒布了定義。美國提出，在2030年聯(lián)邦新建建筑都要達到近零能耗。當然是奧巴馬在09年宣布的。

再看看緊鄰韓國，韓國在吸收歐洲經(jīng)驗的基礎上提出來到2025年要達到0能耗的住宅，這個步驟怎么實現(xiàn)呢?當然有一步、兩步、三步，到2025年還有十幾年，并不長遠。

關于近零能耗各個國家的定義是不同的，稱呼也不完全一樣，我們展現(xiàn)出來的是它的內(nèi)涵。比如說供暖、供冷、照明、熱水、家用電器算不算，可能不同的國家在發(fā)展近零能耗過程當中不完全一致，說明什么?說明我們雖然是全球的發(fā)展方向，但是實際上各個國家出于國情的不同，發(fā)展的標準也不一樣，實際上定義也不完全一致。

我們通過看國際能源組織IEA提出在全球過去十年里頭零能耗建筑的主要發(fā)展的一個分布圖，可以總結(jié)出基本上都是北半球，而且緯度越高占比越多，也就是說以供暖為主的零能耗實施項目非常多，我們赤道附近幾乎供暖就沒有了，主要以制冷或者說以供暖為主。

前面我講的發(fā)展背景實際上也是要表達一層意思，全球各個國家都在根據(jù)自己發(fā)展的計劃來制訂零能耗、近零能耗的路線圖和時間表，反過來也給我們提出一些思考和提示，下面我結(jié)合幾個工程介紹一下他們是怎么實現(xiàn)零能耗和近零能耗的。

比如說美國非常推崇的可再生能源國家實驗室，這個實驗室投資103萬美元，將近一個億人民幣建設的零能耗辦公樓，達到了美國在能源部支持下的典型示范工程。

可以看美國目前存在的辦公建筑是300千瓦小時/平米，環(huán)境標準很高，從300一直降到0是怎么過來的?通過執(zhí)行節(jié)能標準達到150，在節(jié)能標準基礎上通過高性能的設計又減一半，達到75%，75是包括所有耗電，包括供暖供冷照明、電器辦公設備等。75千瓦/平米靠的是現(xiàn)場的節(jié)能手段來實現(xiàn)。

另外再講講韓國的一個住宅樓，也是在學習借鑒歐洲經(jīng)驗的基礎上，他們最近幾年開發(fā)了一個高層的零碳住宅。雖然名稱不同，但這是現(xiàn)實的。這是韓國采用的一些技術(shù)，其實這些技術(shù)和我們今天講的被動式超低能耗技術(shù)的體系可以說完全一致，不過它們與我們的名稱不同，只是叫零碳或者叫零能碳高層住宅，這些技術(shù)我不講，主要看他們是怎么實現(xiàn)的。

第一步就是和現(xiàn)有的居住項目相比，通過被動式建筑節(jié)約87%的供暖能源，也就是說從上面一下子可以降下來，把這個供熱降到下面這個小的第三個插座和供暖，插座是很難減的，因為家庭的電器、你的微波爐、烤箱或者是照明電視，這些都是要耗電的。那么，通過電場的可再生資源再降低70%的電，就達到了零碳的高層住宅，最后的結(jié)果是多少呢?是熱消耗15千瓦小時每平米，電耗8000瓦小時/平米。在座的人我講數(shù)字大家未必清楚，在這里我必須要問大家一下，我們現(xiàn)在家庭的耗電量的需求是多少?我可以告訴大家一個數(shù)據(jù)，采暖這一項平均來講在100千瓦小時的需求，耗費點在中國平均每平米多少?家庭每平米耗電量，30千瓦小時/平米。

當然我也講講中美合作能源清潔中心的近零能耗示范樓，我不講它的技術(shù)途徑，我也講最后的數(shù)值，它的能耗指標是什么?就是供暖、供冷和減藍，全年每平米25千瓦小時的電，剛才我講了在北京，普通寫字樓是100千瓦小時/平米，這是耗電，不包括耗熱，因為在北京熱是由熱氣和集中供熱共贏的，不是靠電。我們加起來是25，這是什么概念?也就是說比普通辦公樓要節(jié)省80%至90%。通俗來講，就是冬天不用化石能源，也就是不用燃燒，既不用燃煤，也不用燃氣。夏天比我們的普通的空調(diào)能耗降低50%?？渴裁唇档?0%呢?是靠太陽能制冷降低50%。因為我們不能夠說夏天犧牲舒適度，仍然需要有供冷，當然我們照明能耗相對上一般我們設計的時候要降低75%，現(xiàn)在實施以后，因為照明的設計標準改變以后，就沒有75了。

剛才是我舉的幾個例子，剩下的是德國建的被動式建筑。它的指標也有對比，這個大家都清楚，因為他們的供暖需求是15千瓦小時/平米，剛才講到韓國也是15千瓦小時/平米，當然都差不太遠，當然還有一些其他的指標，我也不多說了，因為接下來有很多專家都會講。

我想講講什么呢?就這些指標來講，在過去幾年里，我們有很多人對它的理解是不正確或者是不全面的。比如說它的夏季供冷溫度是25度，有的很多人理解是26度。比如說我們講供暖需求不是供暖能耗，供暖需求15千瓦小時，不是我們講的供暖能耗。很早以前，我們國內(nèi)講課、翻譯一說供暖能耗15千瓦小時，錯!大錯特錯!根本就沒有理解。

第二就是我們的理解的一次能源定量120千瓦小時每平米每年，是基于德國的一次能源轉(zhuǎn)換系數(shù)得到的。我們河北省，我們北京市，我們?nèi)A北、東北，我們易生能源轉(zhuǎn)換系數(shù)跟德國不一樣。簡單來講，我們發(fā)電不可能跟德國的發(fā)電轉(zhuǎn)化效率是一樣的。

前一段時期，我們在制訂《中國被動式超低能耗技術(shù)導則》的時候，住建部組織專家討論的時候，為這個問題爭議很長時間，因為我們國家發(fā)改委沒有公布的一次轉(zhuǎn)換系數(shù)。

還有超溫頻率，何為超溫頻率呢?早兩年我聽很多人講超溫頻率怎么怎么著，在座的人怎么理解超溫頻率，有供暖沒有空調(diào)只有夏天有超溫頻率，有空調(diào)沒供暖都是冬天的超溫頻率，如果都有空調(diào)有供暖沒有超溫頻率，我剛才講每個指標都是德國被動房研究所過去幾十年研究、應用、糾正、完善的過程，但是我們的理解一定要全面、正確，包括我講的我們的面積。他講的每年每平米是什么面積?是建筑面積還是使用面積、或者是套用面積，在座的很多都是這方面的專家，你們理解這是什么面積?中國的標準這個面積是什么面積?建筑面積和使用面積平均差了0.8，認真思考一下。所以說過去很多人在過程中就是沒有正確理解，你只有把它整個原來的定義找出來你才知道每平方米每年，這里的每平方米和我們講的每平方米不是一回事，如果你認為是一回事至少差了0.8。

當然被動房主要的技術(shù)這個是經(jīng)典的，很多人都不知道，德國專家更是如此，五大理念、五大觀念，五大途徑都有，很好理解，五大理念加上一條，就是人的行為。剛才劉市長問我，一個問被動式建筑增加多少錢，我回答后，他說不貴啊，第二問有沒有問題，我說有問題，其他技術(shù)上我們都可以解決，但是生活習慣，人的行為要有所改變。五大理念里為什么要加這一條?實踐告訴我們，由于我們過去的生活習慣，我們的生活的文化傳統(tǒng)會帶來我們得被動房以后的居住、使用帶來變化，因此，在中國五大理念還要加上一個生活習慣或者叫人們的行為。

其實被動房在德國來講很簡單，一個被動一個測試很重要，也可以理解成我們要做很多很多，可能有的人認為不是這樣，特別是我們所說的計算數(shù)據(jù)不是按PHPP計算的，實際上我們講的基準都不一樣，我們講的條件都不同，比如說每人算多少面積，你怎么取啊?你的建筑里頭每個人有多少面積就會跟結(jié)果有關系，怎么取?建筑設計就有中國的規(guī)范，暖通設計規(guī)范是我主持的，我也很清楚：你不了解PHPP你就不知道它是怎么定義的，它是標準化的定義，所以說計算能一致嗎?

當然還有氣密性。氣密性我給大家思考一個問題，但是我也沒想好，從北到南，從高緯度到低緯度是否都是一個氣密性要求，我們可以思考一下。到哈爾濱、到北京、到上海，再到廣州是不是都一個氣密性。需要我們認真思考。

根據(jù)我們在國內(nèi)或者全球做過的零能耗研究，其實很簡單，就是一張圖，這張圖不一定有人看得懂，說白了通過被動式建筑，不管零能耗建筑或者是近零能耗建筑，或者是我剛上來講的這張圖片，不管是什么建筑，基本途徑都是這樣的，就是要把全年的這種高能耗指標通過被動技術(shù)降在80%以下，全球基本上都是這樣來的。這樣下來以后，才可能采用其他的主動式技術(shù)或者是幫扶，或者是可再生能源以及其他技術(shù)才能夠解決，其實我們今天講近零能耗建筑基本類似，可能在指標上不完全一致。

通過各個國家在過去這么多年開展近零能耗，當然也包括被動式建筑，我們可以看到它的技術(shù)途徑就是五項，第一就是準確的建筑和能耗預算，你算不準，你平時的建筑可以，如果超低能耗近零能耗建筑如果算不準，就會出現(xiàn)風險，所以必須要準確的進行計算，我們要以目標位導向來進行。

第二，被動式建筑降低設計需求，不管什么類型首先要把需求降下來，能降多低降多低。我用一個詞叫“最大限度”地降低需求，或者是“極大可能”地降低需求，都是這樣，你如果做不到這一點，想實現(xiàn)近零能耗不太可能。

第三，就是我們傳統(tǒng)的新風換氣。

第四，就是可再生能源建筑一體化設計，其實要想實現(xiàn)近零能耗或者是零能耗可再生資源仍然是必不可少的，比如說很多政府官員在本地區(qū)推被動式建筑，無非就是對常規(guī)能源不依賴，減少燃燒和污染。包括京津冀地區(qū)，包括山東、河南都是一樣，不依賴傳統(tǒng)的以燃燒為主的供熱方式。

最后一點，就是零能耗的監(jiān)控調(diào)試和運行。我們中國做得很不到位，做完了項目都沒有調(diào)試，大家都有體會，在我們建設程序里面沒有，比如說河北省既沒有預算，也沒有時間，也沒有人力。

前面講完了，我們看看怎么促進近零能耗建筑的發(fā)展呢?

第一是定義，我們要有準確的定義，歐盟也在定義，剛才說前兩天美國能源部在美國的定義，住建部即將頒布的《被動式超低能耗綠色建筑導則》有定義，明年我們還要啟動中國國家標準近零能耗建筑技術(shù)標準都會對它進行準確定義。

第二是大幅度的提升節(jié)能產(chǎn)品技術(shù)性能，這是我們和德國、比利時的對比，在很多方法上我們還差得很遠。

第三是可再生資源的提升效率，這個是NREL做的全球20年能源發(fā)展的路線圖，實際上規(guī)模以后，可再生資源的價格一直在下降。

第四要進行不斷的后續(xù)監(jiān)管、評估和持續(xù)改進，今天我們建設的示范項目，包括我們奧潤順達即將竣工的項目，建完只是完成第一步，因為在我們國家過去沒有這樣的成功經(jīng)驗，行或者不行要靠數(shù)據(jù)說話，你說好或者不好不是你自己說，要有第三方的評價，要有全年的數(shù)據(jù)評價，否則就只是停留在理念、停留在別人的經(jīng)驗之上。

當然還有一條，就是通過市場競爭擴大規(guī)模，降低它的價格，我們可以看到，如果我們發(fā)展近零能耗建筑，相關的產(chǎn)品設備要不斷的進行改造和提升，改造提升靠什么得到呢?一定是要擴大規(guī)模，也就是說標準化、工業(yè)化，只有這樣，我們才能夠真正把這種超低能耗的建筑進行推廣，否則的話成本降不下來。我舉一個例子，比如說手機，20年前手機一萬塊錢一部，今天手機幾百塊錢一部，就是競爭發(fā)展的結(jié)果，我們右邊的玻璃是美國推崇的高性能變溫變色玻璃，多少錢一平米呢?奧潤順達也得8000塊錢一平米，訂貨周期一年半，今天定一年半以后才能拿到貨，為什么?全球獨此一家，它是專利產(chǎn)品。

當然，我們還可以講，發(fā)展過程當中要考慮中國的國情，要考慮我們自己國家的一些特別的地方，這個就不展開了。

最后，提一下我們?nèi)ツ曜龅囊粋€研究，是提給住建部關于中國建筑節(jié)能未來發(fā)展的路線圖，剛才講我們要實現(xiàn)建筑節(jié)能的中國夢或者是終極目標，怎么實現(xiàn)?我們提出一個30、30、30，到2030中國新建建筑的30%達到近零能耗。通過幾步走，通過2014年到2030年十五年的時間，通過一步、兩步、三步、四步來實現(xiàn)。

展望了一下，可以說近零能耗建筑已經(jīng)成為國際新發(fā)展趨勢，需要我們自己建立符合中國國情的近零能耗建筑，同時我們產(chǎn)業(yè)要不斷的升級換代，滿足市場的需求，同時需要盡快出臺行業(yè)技術(shù)指南或?qū)t標準。推廣過程當中，做得行或者是不行，合格不合格，要有科學的認證。

借此機會，我跟大家分享了過去幾年在零能耗、近零能耗、被動式超低能耗建筑的一些研究或者是思考?？傊痪湓挘较蚍浅Ｃ鞔_，大家路徑并不是說是唯一，我們要不斷的探索和實踐，共同來促進，共同來發(fā)展，謝謝各位!