科普|近零能耗建筑、超低能耗建筑、零能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)

近零能耗建筑

 nearly zero energy building.

近零能耗建筑是指適應(yīng)氣候特征和場地條件，通過被動式建筑設(shè)計最大幅度降低建筑供暖、空調(diào)、照明需求，通過主動技術(shù)措施最大幅度提高能源設(shè)備與系統(tǒng)效率，充分利用可再生能源，以最少的能源消耗提供舒適室內(nèi)環(huán)境，且其室內(nèi)環(huán)境參數(shù)和能效指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的建筑。

其建筑能耗水平應(yīng)較國家標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 50189-2015 和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 26 -2010《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 134 -2016、《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 75-2012 降低60%~75%以上。

最早“近零能耗建筑”(nearly zero energy building)一詞源于歐盟。歐盟于 2010 年7月9日發(fā)布了《建筑能效指令》修訂版)(Energy Performance of Building Directive recast)，要求各成員國確保在 2018年12月31日起，所有政府持有或使用的新建建筑達(dá)到“近零能耗建筑”要求;在2020年12月31日起，所有新建建筑達(dá)到“近零能耗建筑”要求。

由于歐盟成員國經(jīng)濟(jì)不平衡氣候區(qū)跨度大、成員國可以以本國實際情況為基礎(chǔ)、以充分考慮節(jié)能技術(shù)成本效益比為前提，提出其“近零能耗建筑”量化目標(biāo)并沒有統(tǒng)一明確的量化節(jié)能目標(biāo)。對于“近零能耗建筑”，歐盟各國也存在不同的具體定義，如瑞士的“近零能耗房”(Minergie也稱迷你能耗房或迷你能耗標(biāo)準(zhǔn))，要求按此標(biāo)準(zhǔn)建造的建筑其總體能耗不高于常規(guī)建筑的 75%(即節(jié)能 25%)，化石燃料消耗低于常規(guī)建筑的 50%(可理解為節(jié)省一次能源 50%);如意大利的“氣候房”(climate house，Casaclima)，指建筑全年供暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的能耗在30kWh/(m·a以下;再如德國被動房研究所(Passive House Institute)提出的“被動房”(也稱被動式房屋、被動式住宅，passive house)，指通過大幅度提升圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能和氣密性，利用高效新風(fēng)熱回收技術(shù)，將建筑供暖需求降低到15kWh/(m°·a)以下，從而可以使建筑擺脫傳統(tǒng)的集中供熱系統(tǒng)的建筑，其技術(shù)路線為通過被動式手段達(dá)到近零能耗，也屬于“近零能耗建筑”的一種類型。

總之，近零能耗建筑是以能耗為控制目標(biāo)，首先通過被動式建筑設(shè)計降低建筑冷熱需求，提高建筑用能系統(tǒng)效率降低能耗在此基礎(chǔ)上再通過利用可再生能源，實現(xiàn)超低能耗、近零能耗和零能耗。近零能耗建筑是以超低能耗建筑為基礎(chǔ)，是達(dá)到零能耗建筑的準(zhǔn)備階段。近零能耗建筑在滿足能耗控制目標(biāo)的同時，其室內(nèi)環(huán)境參數(shù)應(yīng)滿足較高的熱舒適水平，健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境是近零能耗建筑的基本前提。

為在定義中定量表征其能耗水平，同時考慮與現(xiàn)行國家建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的銜接，以2016 年國家建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)給出相對節(jié)能水平。2016 年執(zhí)行的國家建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)包括《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 50189 - 2015《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 26 - 2010《夏熱冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GJ 134 -2016、《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GJ 75- 2012。能耗計算范圍包括建筑全年供暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、生活熱水、電梯能耗及可再生能源的利用量。考慮我國不同氣候區(qū)特點，使用同一個百分比約束不同氣候區(qū)不同類型建筑難度較大，因此，對不同氣候區(qū)近零能耗建筑提出不同能耗控制指標(biāo)。以2016 年國家建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，近零能耗居住建筑能耗降低70%~75%以上，不再需要傳統(tǒng)的供熱方式，夏熱冬暖和夏熱冬冷地區(qū)近零能耗居住建筑能耗降低 60%以上;不同氣候區(qū)近零能耗公共建筑能耗平均降低60%以上。

超低能耗建筑 

ultra low energy buildingNG

超低能耗建筑是近零能耗建筑的初級表現(xiàn)形式，其室內(nèi)環(huán)境參數(shù)與近零能耗建筑相同，能效指標(biāo)略低于近零能耗建筑。

其建筑能耗水平應(yīng)較國家標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 50189-2015 和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ26-2010、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 1342016、《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 75 - 2012 降低50%以上。

超低能耗建筑是實現(xiàn)近零能耗建筑的預(yù)備階段，除節(jié)能水平外，均滿足近零能耗建筑要求。以 2016 年為基準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上，建筑能耗降低25%~30%的建筑可稱為“低能耗建筑”正在修訂的《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GJ 26，其修訂目標(biāo)為 75%節(jié)能率，相對于 2016 年國家建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)即屬于“低能耗建筑”標(biāo)準(zhǔn)。

超低能耗建筑是較“低能耗建筑”更高節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的建筑，是現(xiàn)階段不借助可再生能源，依靠建筑技術(shù)的優(yōu)化利用可以實現(xiàn)的目標(biāo)，其建筑能效在 2016年國家建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)水平上有較大水平的提升，建筑室內(nèi)環(huán)境也更加舒適，其供暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、生活熱水、電梯能耗應(yīng)較2016 年國家建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)降低50%以上。

零能耗建筑 

zero energy building

零能耗建筑能是近零能耗建筑的高級表現(xiàn)形式，其室內(nèi)環(huán)境參數(shù)與近零能耗建筑相同，充分利用建筑本體和周邊的可再生能源資源，使可再生能源年產(chǎn)能大于或等于建筑全年全部用能的建筑。

零能耗建筑是近零能耗建筑發(fā)展的更高層次?！傲隳芎慕ㄖ?zeroenergy building)一詞源于美國。美國能源部建筑技術(shù)項目在《建筑技術(shù)項目2008一2012 規(guī)劃》中提出，建筑節(jié)能發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)是使“零能住宅”(zero energy home)在2020年達(dá)到市場可行，使“零能耗建筑”在 2025 年可商業(yè)化。

“零能耗住宅指通過利用可再生能源發(fā)電，建筑每年產(chǎn)生的能量與消耗的能量達(dá)到平衡的3層及以下的低層居住建筑?！傲隳芎慕ㄖ卑? 層及以上的中高層居住建筑和公共建筑，其技術(shù)路線為使用更加高效的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、建筑能源系統(tǒng)和家用電器，使建筑的全年能耗降低為目前的 25%~30%，由可再生能源發(fā)電對其供電，達(dá)到全年用能平衡。美國對“零能耗建筑”這一名詞的使用，也經(jīng)過多次變更，先后使用過“zero net energy building”“net zero energy building”等詞語，最終，2015年9月，美國能源部發(fā)布零能耗建筑官方定義:以一次能源為衡量單位，其輸人建筑場地內(nèi)的能源量小于或等于建筑本體和附近的可再生能源產(chǎn)能量的建筑。

與此同時，歐盟、日本、韓國等也已經(jīng)對零能耗建筑進(jìn)行了定義。歐盟對零能耗建筑的定義為“由場地內(nèi)或周邊可再生能源滿足極低或近似零的能量需求的建筑”。日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省(METI)對零能耗建筑的定義:“采用被動式設(shè)計方法，引入高性能設(shè)備系統(tǒng)，最大程度降低建筑能耗的同時保證良好的建筑室內(nèi)環(huán)境，充分利用可再生能源，實現(xiàn)建筑能源需求自給自足，年一次能源消費量為零的建筑”。國際能源組織建議在零能耗定義中應(yīng)考慮平衡周期、能量邊界、衡量指標(biāo)等因素。

中國在借鑒國際成熟經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，考慮我國建筑和能源管理法規(guī)和管理制度，因地制宜，確定了我國零能耗建筑的定義。零能耗建筑并不是指建筑能耗為零，而是在近零能耗建筑基礎(chǔ)上，通過充分利用可再生能源，實現(xiàn)建筑用能與可再生能源產(chǎn)能的平衡。可再生能源產(chǎn)能包括建筑本體及周邊的可再生能源的產(chǎn)能量，建筑周邊的可再生能源通常指區(qū)域內(nèi)同一業(yè)主或物業(yè)公司所擁有或管理的區(qū)域，可將可再生能源發(fā)電通過專用輸電線路輸送至建筑使用。