什么是零能耗建筑?我国还处于发展“近零能耗建筑”阶段

来源:贤集网作者:建筑外参阅读:889
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        在最近几年里,你可能会多次遇到“零能耗建筑”这个术语。

        这背后的原因是,随着世界正在努力应对气候变化和全球变暖,每个行业都在寻求将碳排放降至最低,并转向可再生能源。建筑行业尤其如此,它经常被指责是对环境造成巨大影响的领域。这是因为在建筑的建造、使用、翻新甚至拆除过程中,建筑使用了大量的能源、自然资源和原材料。它们产生大量废物,并排放对地球有害的碳排放。

        然而,建筑部门可以通过将节能战略纳入新建筑的设计、建造和运营,并进行改造以提高现有建筑的效率,从而大幅减少能源使用。通过增加现场和非现场能源的使用,它可以进一步减少对化石燃料能源的依赖可再生能源。

        这种将建筑对环境的影响降到最低的决心产生了零能源建筑的概念。零能耗建筑也被称为净零建筑。ZEBs的出现是为了应对严格的环境标准,包括监管标准和自愿标准,旨在解决日益重要的环境问题,如气候变化、自然资源保护、污染、生态和人口。

        现代的发展零能耗建筑之所以成为可能,主要是因为新能源和建筑技术的进步。其中包括高度隔热的喷涂泡沫隔热材料、高效太阳能电池板、高效热泵以及高度隔热、低辐射真空玻璃窗。

        此外,ZEBs需要在现场生产自己的能源,以满足其电力和供暖或制冷需求。各种微发电技术可用于为建筑物提供热量和电力,包括:

        太阳能(太阳能热水、光伏)

        风(风力涡轮机)

        生物质(加热器和炉子、锅炉和社区供暖计划)

        热电联产和微型热电联产,用于天然气、生物质、污水处理气体和其他生物燃料

        社区供暖(包括利用大规模发电的余热)

        热泵(空气源、地源和地热供暖系统)

        水(小型水电)

        其他(包括使用上述任何可再生能源产生的氢气的燃料电池)

        什么是零能耗建筑?

        一般来说,零能源建筑产生足够的可再生能源来满足其自身的年度能源消耗要求,从而减少建筑部门对不可再生能源的使用。这个定义也适用于校园、投资组合和社区。

        作为“零能量”和”净零能量“概念相对较新,还没有确定的、被广泛接受的零能量指标。迄今为止,能源部和国家可再生能源实验室(NREL)在净零能源建筑方面做了大量工作。NREL给出了“净零能耗”的几种定义,他们鼓励建筑设计师、业主和运营商选择最适合他们项目的指标。

        NREL的一份出版物提出了定义净零能量的四种方法:

        净零点能量

        净零源能量

        净零能源成本

        净零能源排放

        现场能量是指在现场消耗和产生的能量,无论该能量来自何处或如何产生。在净零能耗建筑中,建筑一年消耗的每一单位能量,必须产生一单位能量。

        源能是指提取能量并将其输送到某个地点所需的一次能源,包括在发电、输电和配电过程中可能损失或浪费的能源。例如,燃煤发电厂每消耗3焦耳的煤,就可以产生1焦耳的电能。如果在一个地点使用天然气,每消耗20焦耳,可能需要1焦耳来提取天然气并将其分配到该地点。净零源能源建筑的指标考虑了这些因素,尽管确切的指标可能因场地和公用事业因素而异。

        净零能源成本可能是最简单的衡量标准——这意味着该建筑一年的能源公用事业账单为零。在某些情况下,建筑业主或运营商可能会利用销售现场可再生能源发电的可再生能源积分。

        许多传统能源导致二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等的排放。净零能源排放建筑要么不使用导致零排放的能源,要么通过出口无排放能源(通常来自现场可再生能源系统)来抵消排放。

        由于ZEBs生产几乎所有它们需要的能源,其中一些可能独立于国家电网。然而,大多数zeb连接到电网,允许从传统能源(天然气、电力等)产生电力。)在可再生能源发电无法满足建筑能源负荷时使用。

        相反,当现场发电超过建筑能源需求时,多余的能源应在法律允许的情况下输出回公用电网。过剩的能源生产抵消了后期的过剩需求,导致净能源消耗为零。

        由于当前技术和与能量存储相关的成本限制,电网连接通常是实现净零能量平衡所必需的。

        各国家及地区关于零能耗建筑政策

        零能耗建筑的前景如何?

        世界绿色建筑委员会(WGBC)和参与推进净零项目的绿色建筑委员会致力于支持到2050年实现100%净零碳建筑的市场转型。

        WorldGBC认识到,在大多数情况下,净零能源建筑,即在现场产生100%能源需求的建筑是不可行的。因此,节能建筑和可再生能源供应(现场和/或非现场)是实现《巴黎协定》全球减排水平所需规模的更合适目标。

        WorldGBC认为,这一巨大挑战将通过企业、政府和非政府组织的协同努力来实现;各国的绿色建筑委员会正在引领潮流。

        在美国,许多努力正在进行,以实现建筑环境中的零净能量(ZNE)。零净能建筑和社区是提高能源效率和可再生能源技术以及减少建筑环境温室气体排放总量的一种方法。随着社会对低碳未来的追求,ZNE建筑的定义在不断演变,最终可能会发生变化。

        为什么净零能源建筑很重要?

        ZEBs为世界和那些在建筑内生活和工作的人提供了许多好处和优势。虽然设计和建造可能比标准结构更昂贵,但长期投资回报使节能建筑成为更好的选择。以下是ZEBs的四个主要优势:

        增值:ZEBs可以提高或保持您相对于其他建筑的竞争优势,提高您的财产价值,减轻市场风险,同时还能促进建筑居住者的健康和福祉。

        省钱:这些建筑比能源效率基线高出60-90%。这意味着,从长远来看,一个项目将在其设备的整个生命周期中节省资金,以及能源和维护成本。

        教育:ZEBs是向世界展示能源效率好处的一个好方法。参与设计、施工和运营的每个人,以及在设施内工作/生活的居住者,都获得了关于能效和所用技术的宝贵知识和理解。此外,居住者可以建立联系,并将学习如何在个人生活中限制自己的能源使用。

        减少温室气体:通过限制建筑对化石燃料的依赖,甚至消除对化石燃料的任何需求,ZEBs正在创造一个更具弹性的未来,造福我们、年轻一代和世界。

        我国发展近零能耗建筑仍处于起步阶段

        实现“零能耗建筑”往往要求精细的围护、精心的设计、高性能的设备,然而这又导致了建筑成本大幅度提升。因此目前国内更加广泛认可实施“近零能耗建筑”。

        我国对于“近零能耗建筑”相关技术引进较晚。2010年上海世博会上引人注目的“德国汉堡之家”是中国引进的第一座经过认证的“近零能耗建筑”;

        2012年住建部与德国能源署合作,引进德国建筑节能技术,并先后建设了河北秦皇岛在水一方、哈尔滨辰能溪树庭院等被动式低能耗建筑示范项目;

        2013年以来,中美清洁能源联合研究中心建筑节能工作组开展了近零能耗建筑和零能耗建筑节能技术领域的研究与合作,中国建筑科学研究院环能院近零能耗建筑示范项目取得了良好的节能效果和广泛的社会影响;

        2015年11月住建部发布《被动式超低能耗建筑技术导则(试行)》(居住建筑);

        2017年2月,住建部《建筑节能与绿色建筑发展“十三五“规划》中提出:积极开展超低能耗建筑、近零能耗建筑建设示范,提炼规划、设计、施工、运行维护等环节共性关键技术,引领节能标准提升进程,在具备条件的园区、街区推动超低能耗建筑集中连片建设,鼓励开展零能耗建筑建设试点。到2020年,建设超低能耗、近零能耗建筑示范项目1000万㎡以上;

        2019年9月《近零能耗建筑技术标准》GB/T51350-2019正式实施,是我国首部引领性建筑节能国家标准。国家标准的颁布标志着适合我国国情的完整的近零能耗建筑技术体系已经形成,示范试点项目从早期的摸索尝试阶段逐渐向以实际应用转变。近零能耗建筑探索尝试的建筑形式范围逐渐扩大,既有建筑近零能耗改造,装配式+近零能耗建筑等新的探索逐步开始进行;

        2020年7月,住建部等七部委发布关于印发绿色建筑创建行动方案的通知,“推动超低能耗建筑、近零能耗建筑发展,推广可再生能源应用和再生水利用“。17个省市陆续发布《绿色建筑创建行动方案》,力推超低能耗建筑、近零能耗建筑发展。

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