摘要：零能耗设计的建筑是符合当下发展趋势的也符合人类需求的建筑形式，零能耗建筑设计与实践是促进可持续生态文明建筑社会发展的有力理论研究基础。基于此，被首先分析了零能耗建筑的国内发展状况，接下来详细阐述了零能耗建筑的定义，最后对零能耗建筑的其应用以及未来发展趋势做具体论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。
关键词：零能耗；建筑；发展；应用
引言
当前，零能耗建筑在我国各地已经开始推广建设，除了严寒和寒冷地区较早地颁布了各地的被动式零能耗标准外，最近夏热冬冷地区的各个省市如江苏省、上海市等地也已经颁布了地方的零能耗技术导则，导则指出零能耗建筑需结合地方的气候条件及生活习惯，在建筑自身的性能提升的情况下，结合高效的设备和使用可再生能源来降低建筑总体能耗。实现零能耗建筑的路径有三方面：一是被动式技术：优异的保温隔热维护结构、高性能门窗、高气密性措施、无热桥设计，同时利用热工设计方法使得建筑对能量的需求降到最小；二是高效用能系统：集成高效空调系统降低能源消耗，创造舒适的室内环境，实现零能耗；三是可再生能源：利用地源热栗等可再生能源实现近零能耗，进一步实现零能耗。
1零能耗建筑的国内发展状况
零能耗建筑的国内发展状况主要体现在：上世纪80年代初原建设部开始组织开展建筑节能工作。在地区、建筑类型上的考虑原则是：先北方（严寒和寒冷地区），然后中部（夏热冬冷地区）和南方（夏热冬暖/温和地区）；先居住建筑，后公共建筑；先新建，后改造。目前，我国已建立覆盖5个气候区、工程建设全过程的节能标准体系。2015年11月，《被动式零能耗绿色建筑技术导则》完成编制并发布。2015年末，我国建筑节能“三步走”的战略完成。严寒和寒冷地区居住建筑节能设计达到相对于上世纪80年代建筑节能65%的水平。全国范围公共建筑节能设计达到相对于上世纪80年代建筑节能65%的水平。除强制性标准继续不断提升，还需要有引导性标准，面向未来。
2零能耗建筑的定义
零能耗与建筑与零碳建筑一样，并不是建筑不产生碳排放，而是通过计算产能和耗能后，得到最后的结果是零。建筑能耗一般是指民用建筑在使用过程中的能耗，主要包括建筑采暖、空调、通风、给排水、照明、电梯等的能耗。现在通用的零能耗建筑的定义是：建筑物本身对于不可再生能源的消耗为零，并非建筑不耗能，而是最大可能地应用可再生能源。国际上通行的“零能耗”建筑主要是指通过最佳整体设计、利用节能环保的建筑材料及设备、最大限度的使用可再生能源，达到房屋所需能源或电力100%自产的目标。
3零能耗建筑的应用
3.1被动式节能技术分析
从节能的性质方面可从“开源与节流”两方面考虑，其中被动式节能属于“开源”类，主动式节能属于“节流”类。该项目定位为零能耗建筑，要实现该目标，首当其冲地应注重被动式节能，只有将被动式节能设计好，尽量利用自然通风、采光等免费能源，才能大幅减少电力能耗。如图1、2所示，
图1 加设观光电梯和外挑阳台图2夏式遮阳
该项目在设计节能方式时，主要应用了如下几点技术：（1）围护结构优化：将原有的两栋建筑合二为一，加设电梯，提高空间的利用效率，电梯厅两侧加设外挑阳台，利用自然通风改善室内的热环境，降低空调的运行能耗（图1）。（2）外遮阳优化：利用夏式遮阳技术可有效地遮挡太阳辐射热，增加自然采光，并提高采光均匀度，避免阳光直射，控制眩光。还能通过有效遮阳降低夏季的空调负荷，减少夏季的空调运行能耗（图2）。（3）建筑遮阳和气密性：原有的玻璃透光率较高，夏天时由于阳光猛烈，使室内得热很大，空调的消耗也很大，在外窗玻璃贴隔热膜，减少太阳光中红外光线和紫外光线的入射量，可见光通过率40%以上，这样在降低辐射得热的同时可以满足室内自然采光的要求，由于原有的窗户气密性较差，冷风容易泄露，因此在窗框边上贴上密封胶条，增强窗户的气密性，通过计算，由于增加了遮阳系数，增加了气密性，使窗户的得热减少了50%以上。
3.2排风处理方式
目前适用于近零能耗居住建筑的高效新风热回收系统存在两种常见的排风处理方式：卫生间直排和卫生间排风热回收。卫生间直排的新风系统排风处理方式主要是：起居室、卧室、书房等主要活动区设置送风口，餐厅设置排风口进行集中排风，卫生间排风经排风装置直接排出室外，并通过室外对卫生间进行补风。卫生间排风热回收的新风系统排风处理方式主要是：起居室、卧室、书房等主要活动区设置送风口，各卫生间和餐厅设置排风口，卫生间排风通过排风口经热回收新风机组排出室外。卫生间排风热回收的新风系统与卫生间直排的新风系统的不同之处：卫生间排风热回收的新风系统通过设置在各卫生间的排风口，回收利用卫生间排风的能量，减少能量损失，但也增加了风机的能耗。因此，这两种排风处理方式的高效新风热回收系统节能性能应综合考虑卫生间部分的回收量与增加的风机能耗。
3.3零能耗空间的应用
零能耗意味着100％的建筑能耗必须来源于基地本身的可再生能源。实现零能耗根本手段是减少建筑的耗能。首先在建筑空间上，建筑平面呈线性南北展开，在保证采光的前提下，降低人均办公面积。某中心人均设计办公空间为4.2平方米，和基金会此前的人均11平方米的办公空间相比，极大地提高了空间使用率，促进了交流和合作，控制不必要的面积浪费。同时利用BIM建模对建筑曲度和建筑耗能进行关联分析，模型显示平面曲线超过1.5度之后对能耗影响不大，所以建筑成线性布局，平面呈曲线，和东西轴线成1.5度和自然的水岸线也相映成趣。主体建筑被通风廊屋一份为二，但同时又统一在一个连续的屋顶之下。通风廊屋是是当地有效改变建筑微环境的建构手法。朝南的走廊在夏季有效的遮挡了日晒而在冬季又保证了室内充足的光线。建筑立面窗墙比为25％，无西向窗，南北方向均设有低窗和高窗，从而最大限度的利用不同季节的主导风向，增强自然空气流通。在暖通系统的选择上，某中心采用变制冷剂流量空调系统，并利用18个地热井的四季恒温提高系统的功效，同时配合独立新风系统的使用，在保持室内舒适度的同时，最大限度地提高系统的效率；最后在再生能源的选择上，某中心同时使用太阳能和风能。
4发展趋势
零能耗建筑的发展趋势主要体现在三个方面：第一，推动建筑物不断迈向更低能耗已经成为全球趋势；第二，科研工作建立中国技术体系，国家标准明确发展方向；第三，各省市试点示范效果显著，政府激励助推行业发展；第四，行业共识已经形成，项目与产业将迎来大发展时期。
结语
总而言之，零能耗建筑是未来发展的趋势。未来，行业科技人员应主动对接2020、2035、2050年的发展目标，聚焦零能耗+智能+健康建筑技术，探索建立未来建筑技术的研究平台和集科研、展示、体验于一体的未来建筑实验室，让近零能耗建筑技术更好地造福国家和人民。
参考文献：
［1］朱文莉，宋昆，王晓军．卡斯卡迪亚地区“生态建筑挑战”评价体系研究［J］．动感（生态城市与绿色建筑），2013，（S1）．
［2］李建平．LEED标准和《绿色建筑评价标准》的应用评价与差别［J］．建筑节能，2010，（05）．
［3］住房和城乡建设部科技发展促进中心，河北省建筑科学研究院．DB13（J）/T177—2015被动式低能耗居住建筑节能设计标准［S］．北京：中国建筑工业出版社，2015：379.
论文作者:高明德
论文发表刊物:《房地产世界》2019年11期
论文发表时间:2019/11/5
标签：建筑论文; 卫生间论文; 被动式论文; 气密性论文; 新风论文; 系统论文; 排风论文; 《房地产世界》2019年11期论文;