零能耗建筑

　　簡介

　　零能源建筑(zero energy consumption buildings)，也叫零能耗建筑，是不消耗常規(guī)能源建筑，完全依靠太陽能或者其它可再生能源。從節(jié)能建筑、綠色建筑、生態(tài)建筑、可持續(xù)性理念到最近的低碳，共同的目標都是為了降低二氧化碳的排放量。零能源建筑的概念其實并不新，許多歐美國家如瑞士、加拿大及德國都已發(fā)展零能源建筑。一些區(qū)域國家如日本、泰國和馬來西亞也開始建筑工程。

　　歷史發(fā)展

　　“生態(tài)”這個名詞，1866年由德國的科學家海克爾提出，其本意指的是自然界的瑣事，與人類生活本無太大關系，只是隨著社會的發(fā)展，人們對于生活、健康越來越重視，對地球，對環(huán)境開始有責任感，于是生態(tài)開始在各個行業(yè)大行其道。尤其是在房地產(chǎn)界，隨著人們對居住要求的提高，生態(tài)住宅也漸漸成為大勢所趨。而生態(tài)的重點就是健康、環(huán)保、節(jié)能，這也正與目前發(fā)達國家住宅建設所提倡的“高舒適度微能耗建筑”理念所吻合。

　　所謂高舒適度微能耗建筑，是指在任意氣候條件下，通過對建筑的科學設計、科學選材，使室內(nèi)自然溫度(即不用采暖制冷設備的溫度)接近或保持在人體舒適溫度20℃～26℃范圍內(nèi)，從而在為居住者提供健康、舒適、環(huán)保的居住空間的同時，降低建筑能耗，保護城市環(huán)境，有益人體健康。”

　　這是一種非常前衛(wèi)的建筑理念，在國外建筑界已日趨流行，而在國內(nèi)，由于其本身所要求的高技術含量，令業(yè)界同行們望而卻步。而當代置業(yè)，基于對高科技產(chǎn)品及其帶來的高舒適感受的追求，勇于嘗鮮，大膽求新、求變，力圖通過對國外優(yōu)秀建筑的學習與發(fā)展，為中國打造具有可持續(xù)發(fā)展性的生態(tài)建筑，為北京人營造高舒適度微能耗的健康人居環(huán)境。 是由“微能耗”向“零能耗”發(fā)展，實踐高舒適度、零能耗的住宅技術。

　　背景

　　從2000年開始，科技主題地產(chǎn)的發(fā)展方向，研究以可持續(xù)性發(fā)展為核心技術的住宅科技。始終堅持可持續(xù)發(fā)展理念，通過引進、消化、吸收、創(chuàng)新、開發(fā)國內(nèi)外建筑科學和技術，創(chuàng)造性地推出了萬國城MOMA，實現(xiàn)了高舒適度微能耗，恒濕恒溫，獲得了專家與客戶的高度認可與支持，也取得了商業(yè)上的成功。

　　有專家指出，現(xiàn)在中國的建筑，99%都是高能耗建筑。高能耗往往帶來高污染，而且居住者和使用者都不會感到舒適。對于中國這個資源緊缺、人口眾多的國家，高能耗并不是可持續(xù)發(fā)展之路。因此，無論從地球環(huán)境的角度，還是從居住者長久的居住利益角度，或者子孫后代角度，都要建造低能耗、高舒適度的建筑，為將來的可持續(xù)發(fā)展做準備，對地球好，對環(huán)境好，也對居住者好。

　　中央領導明確指出，要大力發(fā)展“節(jié)能省地型”住宅。建設部部長汪光燾也提出：中國資源、環(huán)境的約束要求傳統(tǒng)的住宅建設方式必須改變。目前中國住宅建設過程中，耗能達到總能耗的20%以上，耗水占城市用水32%，城市用地中的30%用于住宅，耗用的鋼材占全國用鋼量20%，水泥用量占全國總用量的17.6%。住宅建設的物耗水平與發(fā)達國家相比，鋼材消耗高出10%～25%，衛(wèi)生潔具的耗水量高達30%以上。隨著城鎮(zhèn)化進程和生活水平的提高，一方面住宅建設的任務還很繁重;另一方面，又面臨著越來越嚴峻的資源、環(huán)境、生態(tài)壓力。

　　特點

　　零(微)能耗節(jié)能建筑(zero energy consumption buildings)：正日益成為人們關注的焦點，這種建筑基本不消耗煤炭、石油、電力等不可再生能源，就能維持建筑的正常運轉(zhuǎn)需要。零(微)能耗建筑的主要特點是除了強調(diào)建筑圍護結構被動式節(jié)能設計外，將建筑能源需求轉(zhuǎn)向太陽能、風能、淺層地熱能、生物質(zhì)能等可再生能源，為人們的建筑行為，為人類、建筑與環(huán)境和諧共生尋找到最佳的解決方案。

　　技術集成

　　1)根據(jù)氣候、場地、結構要求選擇合理的建筑功能布局;

　　2)建造智能、保溫、遮陽的建筑圍護結構;

　　3)優(yōu)化室內(nèi)通風、采光系統(tǒng)，采用置換送風技術;

　　4)大量使用太陽能、地熱能、風能、生物能等可再生能源;

　　5)采用輻射采暖、制冷系統(tǒng)，提高能源利用效率;

　　6)推廣節(jié)水技術、綠色建材、綠化技術等生態(tài)建筑技術;

　　7)使用智能建筑控制技術;

　　8)廢熱廢水回收技術。

　　建筑效果

　　全智能控制;

　　不用或少用外界能源;

　　24小時生活熱水即開即用;

　　室內(nèi)空氣保持清新, 溫度、濕度、含氧量適宜。

　　設計理念

　　設計理念在于最大限度地利用自然能源、減少環(huán)境破壞與污染、實現(xiàn)零能源使用的目的，能源需求與廢物處理實現(xiàn)基本循環(huán)利用的居住模式。建設這樣一個實驗性建筑群的目的，是為城市住宅建筑實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供一個綜合性解決方案，它同時解決環(huán)境、社會、經(jīng)濟等不同方面的需求，并運用一些可靠的辦法降低能耗、水耗和汽車使用量，最大限度地使用太陽能。該社區(qū)的建筑設計綜合考慮一系列因素如可再生能源、完美的建筑設計、可持續(xù)材料和低環(huán)境影響等，是比現(xiàn)代西方建筑和整體設計更為可取的方案。

　　這項計劃所以被稱為“零能源發(fā)展”，是因為這里的建筑物所需的電力和熱力供應都不再使用傳統(tǒng)的能源，建筑物也不再向大氣排放二氧化碳。采用的所有建筑材料均可循環(huán)使用。為實現(xiàn)盡可能減少建筑物能源使用量的目標，這里的建筑物全部南向，以最大限度地吸收太陽能量。每個陽臺后是北向的辦公室或居室。北向的房間能照射到的陽光較少，所以夏天不太熱，減少了空調(diào)使用量;無論是住戶還是辦公室，均安裝能耗低、效率高的電器產(chǎn)品;屋頂被綠化，以減少熱輻射。各個方面綜合節(jié)能的結果，使得這里建筑物的電力和熱能需求只有普通建筑的10%。

　　目的

　　從設計理念上看，主要的目的是：減少電力供應負擔，從而減少了新建電站的要求;減少水供應的基礎設施建設和水污染;減少生活和工作中交通擁塞;居住地和工作地在一起，可以減少交通污染排放;減少公共交通的負載，減少擁有私家汽車的需求;減少對地方供應鏈的刺激;減少社會疏遠，因為24小時中，所有的團體都在使用公共設施;減少國家對化石能源的消耗，減少碳釋放量;由于污染減少和環(huán)保住宅帶來健康問題的減少;減少在城市中野生動物棲息地的喪失;減少農(nóng)業(yè)用地的喪失，而且在保證住宅人口高密度的同時又能提供新房屋中玻璃溫室和花園帶來的適宜。

　　要求

　　第一要點是大環(huán)境，項目所在地從客觀條件上對能源的需求降到最低。同時，減少挖土量與對植被的破壞。此零能源辦公樓證實有效地利用了一個廢棄的主題公園，改建其原有設施為職工宿舍和食堂，在停車場原址建設辦公樓項目，其余部分完全恢復綠化。

　　第二，將整個建筑埋入地下、將建筑與外界隔斷，避免受太陽光以及暴風雪的影響。

　　第三，引入好的東西，包括周邊可利用的能源條件，我們將附近一河流引入建筑內(nèi)部，恒溫水流的循環(huán)被設計為輻射性的空調(diào)系統(tǒng)，最后排放回河流。并且，地下的溫泉水可解決大樓所需的部分熱量。

　　第四，新風采集來自地下，我們挖了一條盾溝以引入空氣，夏天利用土地對其進行降溫，冬季則聚熱空氣。而最基本的動力諸如照明，通過天窗和前窗盡可能去滿足，天窗還具有“煙囪”功能，排除內(nèi)部的熱空氣。建筑內(nèi)部還設有雪窖，收集本地區(qū)冬季的豐富冰雪，以解決機房所需的冷氣。

　　通過這么多的努力，整個建筑的能耗降低了75%，其余25%依靠可再生能源，即太陽光和風力發(fā)電。其中，90%來自太陽能光電板，最經(jīng)濟的選擇是賣電系統(tǒng)，將電力賣給電力公司，待有需要時，再引入電力。這也是為什么我們稱此項目為“0 Energy Balance”，因為純零能源的可實施性很差，譬如，龐大的蓄電池維修及管理費。這個項目運營到現(xiàn)在，測定到仍有7%的能源缺口，原因來自風力發(fā)電的局限性，目前正在考慮擴大一部分太陽能發(fā)電。

　　此外，減少排放量也意味著延長建筑的使用壽命，實施建筑一生的能源管理。以我們在日本東北電力總部大廈實施的“使用壽命周期能源管理系統(tǒng)”為例，它可降低約 50%的能耗。而在建筑設計中，日本已開始探討兩百年的建筑設計，急需解決的問題包括結構和強度、免震、設更新的便利性以及功能的靈活性。

　　太陽能利用

　　太陽能綜合利用程度最高、節(jié)能最多的零排放示范建筑。

　　太陽能為熱水、光伏發(fā)電、蓄熱采暖、空調(diào)提供能量，解決了家居熱水、生活用電、制冷采暖、空氣調(diào)節(jié)的耗能問題。除電信信號外，不需要任何常規(guī)能源。太陽能利用率達到100%，節(jié)能75%以上。全智能控制，24小時生活熱水即開即用，室內(nèi)空氣保持清新，溫度、濕度、含氧量適宜，是目前我國第一棟零排放、高舒適性的智能化健康住宅。

　　技術應用：太陽能集熱技術、太陽能空調(diào)技術、太陽能蓄熱采暖技術、太陽能遮陽技術、太陽能光伏發(fā)電技術、太陽墻、智能控制技術和新風換能技術、高性能圍護節(jié)能技術——陶粒砌塊、墻體外保溫、高性能溫屏玻璃窗。

　　太陽能集熱系統(tǒng)：采用構架式、整體陽臺式等多種形式實現(xiàn)與建筑完美結合，除提供24小時生活熱水外，還能實現(xiàn)剩余熱量的儲存，確保太陽能地板采暖充足的熱量，使冬季室內(nèi)溫度保持在18℃左右;通過改變集熱器的設計、安裝形式達到夏天遮陽、冬季采光的效果。

　　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)：為建筑內(nèi)照明、家用電器、系統(tǒng)設備等提供用電。電量分兩路交流輸出，一路為整樓照明、家用電器、系統(tǒng)設備等供電，另一路專門給空調(diào)供電，避免大功率空調(diào)工作時對生活用電的沖擊。

　　太陽能智能控制系統(tǒng)：集太陽能循環(huán)監(jiān)控、家庭安防報警、家電控制、信息發(fā)布、抄表、可視對講、RF卡門禁等功能于一體，提高家居和居住區(qū)的安全和自動化水平。

　　意義

　　意義零能源建筑將采用新科技減低耗能量，例如結合來自美國的高效能制冷機(chiller)及國大設計的單卷雙扇(single coil twin fan)的通風系統(tǒng)提供高效率冷氣供應。傳統(tǒng)冷氣系統(tǒng)把新鮮空氣和再循環(huán)冷空氣混合后，分送到建筑內(nèi)各個角落。新系統(tǒng)則可分開處理和發(fā)送兩種空氣，并根據(jù)需求進行混合，減少能源浪費。

　　潔凈能源科技的研發(fā)與實驗有巨大發(fā)展?jié)撃埽�政府已承諾投入巨資支持這方面的科研工作，例如今年8月宣布在下來五年撥1700萬元投入潔凈能源研究與實驗計劃，以及在今年3月宣布撥3億5000萬元推動潔凈能源、尤其是太陽能的研究與發(fā)展計劃，目標是讓潔凈能源領域在2015年帶來17億元增值，并創(chuàng)造7000個就業(yè)機會。 這個8年里就能回收成本的要求相當高，一般上，提供太陽能的公司都提到會超過10年，甚至20-30年才能回收，嚇退了很多客戶。

　　隨著電費不斷的升高，石油供應價格長期的看漲，投資太陽能系統(tǒng)，原本根據(jù)市場電費的價格，算起來要很多年才能達到回本的價值，已經(jīng)被高漲了兩倍的油價縮小了兩倍，簡單的說，就是原本要30年的時間才收回成本，現(xiàn)在就只需10年。

　　代表

　　布萊德將出現(xiàn)本地首個“零能源”建筑物，全面使用太陽能科技，而不用到能源!

　　這個將將耗資約1200萬元的建筑物，是建在布萊德嶺路的建設局學院(BCA Academy)范圍里。這也是一座翻新的建筑物。建設局這么做的目的，是要為“綠色建筑”科技做試驗，也要提高大家對“綠色建筑”的意識與認識。

　　預料，當這座建筑在明年完成時，將擁有“綠色課室”、圖書館以及一個可以作為訓練用途的訪客中心。同時，這也將為建設局于明年10月在我國舉辦的國際綠色建筑大會，提供一個主要討論的項目。

　　這個講座的主賓是國家發(fā)展部政務次長孟里齊博士。他指出，由于綠色建筑能在完成后得到能源方面的節(jié)省，因此并不昂貴。他舉例說：“和一般的建筑相比，新的國家圖書館建筑在能源使用方面節(jié)省了約36%，或者每年約100萬元，在8年里就能取回當初的額外建筑成本。”