河南省被動式超低能耗建筑發(fā)展現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及計劃
河南省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳張瑛
河南省建筑科學(xué)研究院有限公司吳玉杰 原瑞增
摘要:“十三五”期間,河南省要大力發(fā)展被動式超低能耗建筑。本文主要闡述了河南省被動式超低能耗建筑的發(fā)展現(xiàn)狀,分析了發(fā)展被動式超低能耗建筑面臨的挑戰(zhàn),并提出了下一步的工作計劃。
關(guān)鍵詞:河南省;被動式超低能耗建筑;現(xiàn)狀;挑戰(zhàn)
注:本論文受河南省2016年度省級新型墻材專項基金科研項目“新型墻材在被動式超低能耗建筑中的應(yīng)用研究”支持。
引言
當(dāng)前,被動式超低能耗建筑在世界范圍內(nèi)的研究方興未艾。與常規(guī)建筑相比,被動式超低能耗建筑在保證較高的室內(nèi)熱舒適和居住品質(zhì)外,年供暖、供冷需求量顯著降低,相當(dāng)于現(xiàn)行建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的十分之一左右。從世界范圍看,全球各國都將被動式超低能耗建筑作為推進(jìn)建筑節(jié)能和應(yīng)對氣候變化的重要抓手。德國、英國、丹麥、美國、韓國等發(fā)達(dá)國家紛紛提出了本國的被動式超低能耗建筑目標(biāo)。我國在《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》(中發(fā)〔2016〕6號)、《城市適應(yīng)氣候變化行動方案》(發(fā)改氣候〔2016〕245號)、《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》(建科〔2017〕53號)等文件中明確提出要推進(jìn)被動式超低能耗建筑,在國家層面上為被動式超低能耗建筑的發(fā)展提供政策支持。被動式超低能耗建筑已成為我國建筑節(jié)能下一階段的工作重點之一。北京、山東、河北等省(市)也積極踐行被動式超低能耗建筑,在政策制訂、標(biāo)準(zhǔn)編制、示范項目建設(shè)等方面走在了全國前列。發(fā)展被動式超低能耗建筑是深化我國建筑節(jié)能與綠色建筑工作、推進(jìn)城鄉(xiāng)發(fā)展從粗放型向綠色低碳型轉(zhuǎn)變的重要舉措,對推進(jìn)建筑業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、實現(xiàn)建筑能效提升和建設(shè)生態(tài)文明具有重要意義。
河南省被動式超低能耗建筑發(fā)展現(xiàn)狀
概況
河南地處中原,主要城市均屬于寒冷地區(qū),僅有平頂山、駐馬店、南陽、信陽4個城市屬于夏熱冬冷地區(qū),冬季寒冷,夏季熱,并且地?zé)崮堋⑻柲艿瓤稍偕茉簇S富,具備發(fā)展被動式超低能耗建筑的氣候條件和資源條件。自“十二五”以來,河南省在深入發(fā)展綠色建筑的基礎(chǔ)上,積極探索被動式超低能耗建筑,從制定激勵政策、建設(shè)技術(shù)支撐平臺、加強(qiáng)科研項目研究、健全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、開展示范推廣等方面取得了一定的成果,積累了有益的經(jīng)驗,為今后大規(guī)模推廣被動式超低能耗建筑創(chuàng)造了良好的工作基礎(chǔ)。
積極出臺激勵政策
為加快實施綠色建筑行動,促進(jìn)住房建設(shè)模式轉(zhuǎn)型升級,全面提升居住環(huán)境和住房品質(zhì),河南省于2015年出臺了《關(guān)于加快推動我省住房建設(shè)綠色發(fā)展的實施意見》(豫建〔2015〕111號),提出綠色建筑獎勵資金要重點支持被動式超低能耗住房項目。《河南省建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》(征求意見稿)中提出要加快健全被動式超低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)體系和大力發(fā)展被動式超低能耗建筑示范項目。近期,為配合全國正在推進(jìn)的清潔取暖、裝配式建筑工作,河南省在推進(jìn)裝配式建筑的實施意見、推進(jìn)清潔取暖的實施意見中重點提出要進(jìn)行被動式超低能耗建筑示范,還起草了《河南省超低能耗建筑發(fā)展三年行動實施方案》,計劃在三年內(nèi)全省建設(shè)不少于60萬平方米的超低能耗建筑評價標(biāo)識示范;對于被認(rèn)定為超低能耗建筑的示范項目,給予300元/m2的財政獎勵。鄭州、新鄉(xiāng)、開封、鶴壁等多個城市正在出臺指導(dǎo)本市被動式超低能耗建筑發(fā)展的政策文件。
大力建設(shè)技術(shù)支撐平臺
為整合省內(nèi)優(yōu)秀人才、技術(shù)和資源,形成研究被動式超低能耗建筑規(guī)劃、設(shè)計、施工、檢測和運(yùn)行管理等關(guān)鍵技術(shù)的合力,河南省積極構(gòu)建被動式超低能耗建筑技術(shù)支撐平臺建設(shè)。2016年10月,河南省科技廳批準(zhǔn)河南省建筑科學(xué)研究院和河南正商集團(tuán)聯(lián)合組建被動式超低能耗建筑工程技術(shù)研究中心。2017年8月,河南省建設(shè)科技協(xié)會依托河南五方合創(chuàng)建筑設(shè)計有限公司成立了被動式超低能耗建筑專業(yè)委員會,首批理事單位包括河南省建筑科學(xué)研究院、鄭州大學(xué)、鄭州永威置業(yè)有限公司、鄭州中興綠色產(chǎn)業(yè)有限公司、河南民安置地集團(tuán)、德國瑞好聚合物(蘇州)有限公司等18家科研機(jī)構(gòu)、高等院校、房地產(chǎn)開發(fā)、設(shè)計、施工企業(yè)以及設(shè)備、材料生產(chǎn)企業(yè)。技術(shù)支撐平臺建設(shè)以打造中國一流水平的被動式超低能耗建筑技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)為目標(biāo),串聯(lián)被動式超低能耗建筑全產(chǎn)業(yè)鏈,逐步建立政府引導(dǎo)、市場主導(dǎo)、產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合的被動式超低能耗建筑發(fā)展模式,形成優(yōu)勢互補(bǔ)、利益分享、風(fēng)險共擔(dān)的技術(shù)創(chuàng)新合作機(jī)制,積極開展國內(nèi)外交流與合作,加快提升河南省被動式超低能耗建筑的整體發(fā)展水平。(圖1)
圖1 被動式超低能耗建筑專業(yè)委員會成立大會
為指導(dǎo)和規(guī)范被動式超低能耗建筑示范項目建設(shè),實現(xiàn)大規(guī)模推廣和復(fù)制,河南建筑科學(xué)研究院聯(lián)合河南五方合創(chuàng)建筑設(shè)計有限公司、中國建筑科學(xué)研究院、綠建斯維爾、鄭州大學(xué)、河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究總院等單位共同編制《河南省被動式超低能耗居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》,目前已完成標(biāo)準(zhǔn)初稿,正在征求意見,預(yù)計2017年底頒布實施。
開展技術(shù)交流合作
為提升被動式超低能耗建筑技術(shù)水平,河南省多次邀請住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部和國內(nèi)知名專家在鄭州、洛陽等城市召開被動式超低能耗建筑技術(shù)研討會;還組團(tuán)參觀學(xué)習(xí)中國建筑科學(xué)研究院近零能耗建筑示范樓、秦皇島“在水一方”、哈爾濱“溪樹庭院”、青島中德生態(tài)園被動房等項目。除此之外,河南省還鼓勵本省企業(yè)參加國內(nèi)外各類被動式超低能耗建筑技術(shù)聯(lián)盟,支持將新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新產(chǎn)品引進(jìn)河南,建設(shè)生產(chǎn)基地,促進(jìn)本省建筑產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。(圖2)
圖2 中德被動式超低能耗建筑技術(shù)座談會(洛陽)
建設(shè)示范項目
為展示被動式超低能耗建筑新技術(shù)、新產(chǎn)品和研究成果,發(fā)揮示范項目的引領(lǐng)帶動作用,海馬集團(tuán)、建業(yè)集團(tuán)、河南五方合創(chuàng)建設(shè)設(shè)計有限公司等房地產(chǎn)開發(fā)商和設(shè)計單位積極推動工程項目落地,正在進(jìn)行五方企業(yè)館、海馬國際商務(wù)中心、鶴壁淇水灣小學(xué)1#辦公樓等多個項目的示范工作,并且鄭州市已明確到2020年要完成不少于60萬m2的被動式超低能耗建筑。
五方企業(yè)館
圖3 五方企業(yè)館項目效果圖
五方企業(yè)館位于鄭州市二七區(qū)西崗建筑藝術(shù)體驗園內(nèi),總建筑面積3500平方米,地上兩層,項目以“示范、展示、體驗和交流”被動式技術(shù)為目的進(jìn)行設(shè)計,使用功能為辦公、會議和公寓,計劃于2018年10月竣工,項目設(shè)計單位為河南五方合創(chuàng)建筑設(shè)計有限公司。項目參照德國PHI被動房標(biāo)準(zhǔn)和體系進(jìn)行設(shè)計,中原地區(qū)第一個被動房項目,力爭取得德國PHI認(rèn)證、中國被動式超低能耗建筑聯(lián)盟認(rèn)證和三星級綠色建筑評價標(biāo)識。(圖3)
五方企業(yè)館外墻保溫材料采用200mm厚的巖棉板,傳熱系數(shù)為0.156W/(m2·K),屋面保溫材料采用200mm厚的擠塑聚苯板,傳熱系數(shù)為0.187W/(m2·K)。外門窗設(shè)置有活動外遮陽措施,采用窗框的傳熱系數(shù)為0.8W/(m2·K)、玻璃的傳熱系數(shù)為0.6W/(m2·K),實現(xiàn)冬季利用門窗得熱、夏季減低門窗得熱的效果。女兒墻、陽臺、錨固件等熱橋部位進(jìn)行斷熱橋處理。建筑氣密性不大于0.6h-1。
五方企業(yè)館項目室內(nèi)效果圖
該項目能源系統(tǒng)充分利用可再生能源,采用了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行供暖、供冷和太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行照明和作為動力來源。同時還設(shè)置了新風(fēng)熱回收裝置,充分利地道風(fēng),實現(xiàn)顯熱80%、潛熱60%的熱回收效率。為長期觀察和分析建筑的能耗運(yùn)行情況,五方企業(yè)館還設(shè)置了能耗監(jiān)測平臺,以期實現(xiàn)對各類超低能耗建筑技術(shù)對能耗影響的評估和優(yōu)化。
經(jīng)過精細(xì)化的設(shè)計, 該項目的年供暖需求達(dá)到13kWh/(m2·a),年供冷需求為14kWh/(m2•a),年供暖、供冷和照明一次能源消耗量為45kWh/(m2·a)。
鶴壁淇水灣小學(xué)1#辦公樓
鶴壁淇水灣中小學(xué)1#辦公樓被動式低能耗建筑示范項目位于鶴壁市天山路路西,項目總建筑面積2457m2,地上4層,建筑高度15.15m,建筑朝向北偏西,體型系數(shù)為0.39,一層層高3.9米,主要功能為辦公室、機(jī)房、廣播室,二至四層為辦公室和會議室。項目開發(fā)單位是鶴壁建業(yè)住宅建設(shè)有限公司,技術(shù)支持單位是中國建筑科學(xué)研究院。(圖4)
圖4 鶴壁淇水灣小學(xué)1#辦公樓
淇水灣小學(xué)1#辦公樓的外墻、屋面和女兒墻保溫材料均采用導(dǎo)熱系數(shù)為0.033W/(m·K)的石墨聚苯板,外墻傳熱系數(shù)為0.20W/(m2·K),屋面和女兒墻的傳熱系數(shù)為0.16W/m2·K)。外窗采用三玻雙Low-E塑鋼窗,傳熱系數(shù)為1.1W/(m2·K),并設(shè)置有可調(diào)外遮陽。外門采用雙層中空玻璃的斷橋鋁合金門,并設(shè)置有門斗,外門窗的氣密性均為8級。
能源系統(tǒng)以地源熱泵為主要供冷、供熱能源來源。還設(shè)置了高效新風(fēng)熱回收系統(tǒng),全熱回收效率為70%。為保證良好的室內(nèi)空氣品質(zhì),該項目設(shè)置有室內(nèi)PM2.5凈化和CO2濃度控制裝置。該項目的年供暖需求達(dá)到8kWh/(m2·a),年供冷需求為10.7kWh/(m2•a),年供暖、供冷和照明一次能源消耗量為46kWh/(m2·a)。
面臨的主要挑戰(zhàn)
由于起步時間晚,河南省在發(fā)展被動式超低能耗建筑方面還存在以下幾點挑戰(zhàn):一是對被動式超低建筑的認(rèn)識存在偏差,人們普遍認(rèn)為“被動式超低能耗建筑就是高成本建筑”。但隨著生活水平的提高和消費升級的需求,人們對生活環(huán)境和居住品質(zhì)的要求也越來越高,被動式超低能耗建筑能夠提供更高的居住品質(zhì),給人們更好的居住生活,因而會產(chǎn)生一定的增量成本。但受傳統(tǒng)觀念的影響,人們一直用常規(guī)建筑的建造成本與之相比較,這是不合適的,在一定程度上阻礙了被動式超低能耗建筑的發(fā)展。二是標(biāo)準(zhǔn)體系有待完善,目前正在編制的《河南省被動式超低能耗居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》,即將出臺,并且被動式超低能耗建筑的施工、驗收、檢測、評價和運(yùn)營管理等方面的標(biāo)準(zhǔn)也急需編制。三是激勵政策不足,被動式超低能耗建筑的財政獎勵政策、土地供應(yīng)、項目審批等方面的激勵措施,正在上報中,還未出臺。四是產(chǎn)業(yè)支撐能力不足,高性能的密封、防水材料生產(chǎn)企業(yè),高效設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量較少,產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱。
下一步的工作計劃
為加快推動被動式超低能耗建筑在河南省的發(fā)展,完成三年行動計劃的目標(biāo),河南省計劃從以下幾方面開展下一步的工作:
加強(qiáng)技術(shù)集成創(chuàng)新
支持省屬科研院所、高等院校和骨干企業(yè)聯(lián)合開展被動式超低能耗建筑共性技術(shù)和重大關(guān)鍵技術(shù)研究,圍繞被動式超低能耗建筑設(shè)計、施工和驗收、材料等方面開展一批新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝的科研項目研究,形成適宜河南的被動式超低能耗綠色建筑成套技術(shù)應(yīng)用體系和全產(chǎn)業(yè)鏈體系。加強(qiáng)裝配式低能耗建筑關(guān)鍵技術(shù)研究,實現(xiàn)被動式超低能耗建筑部品部件的標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化和裝配化。鼓勵清潔取暖技術(shù)、綠色農(nóng)房建設(shè)技術(shù)與被動式超低能耗建筑融合發(fā)展。
健全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系
結(jié)合河南實際情況,加快不同建筑類型的被動式超低能耗建筑設(shè)計、施工、驗收、評價和運(yùn)行圍護(hù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、圖集的編制工作,為被動式超低能耗建筑發(fā)展技術(shù)依據(jù)。
進(jìn)一步完善激勵政策
盡快出臺促進(jìn)被動式超低能耗建筑發(fā)展的政策文件,明確總體目標(biāo)、重點任務(wù)、獎勵標(biāo)準(zhǔn)和具體的土地、財政、稅收和金融激勵措施,為被動式超低能耗建筑發(fā)展提供政策支持,引導(dǎo)其健康有序發(fā)展。
積極培育產(chǎn)業(yè)基地
積極培育高品質(zhì)、高性能的密封、防水和高效設(shè)備生產(chǎn)企業(yè),打造產(chǎn)業(yè)集聚平臺,促進(jìn)被動式超低能耗建筑發(fā)展。
開展示范項目
結(jié)合當(dāng)前重點工作,加快被動式超低能耗綠色建筑在重點區(qū)域、重點項目中落地,發(fā)揮示范項目輻射作用。被動式超低能耗示范項目應(yīng)與清潔取暖工作任務(wù)和目標(biāo)相結(jié)合,實現(xiàn)被被動式超低能耗建筑在城市和農(nóng)村的同步發(fā)展;應(yīng)與裝配式建筑工作任務(wù)和目標(biāo)相結(jié)合,及時總結(jié)經(jīng)驗并推廣。