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零能耗建筑的“秘密”

来源:《夏热冬暖地区净零能耗公共建筑技术导则》(征求意见稿)


零能耗建筑【zero energy building】一词源于美国。


美国能源部在《建筑技术项目2008-2012规划》中提出,建筑节能发展的战略目标是使“零能耗住宅”(zero energy home)在2020年达到市场可行,使“零能耗建筑”(zero energy building)在2025年可商业化。



美国定义


零能耗住宅:指通过利用可再生能源发电,建筑物每年产生的能量与消耗的能量达到平衡的3层及以下的低层居住建筑。


零能耗建筑:包括4层及以上的中高层居住建筑和公共建筑,其技术路线为使用更加高效的建筑围护结构、建筑能源系统和家用电器,使建筑物的全年能耗降低为目前的25%-30%,由可再生能源对其供电,达到全年用能平衡。


最终定义:以一次能源为基础,实际每年输入的能源小于或等于现场输出的可再生能源的节能建筑。



韩国定义


零能耗建筑:将建筑围护结构保温性能最大化从而将能量需求降到最低,然后使用可再生能源供能,从而实现能源自给自足的建筑。


低层零能耗建筑:层数小于8层,全年供冷、供暖、照明和通风能耗能实现自给自足的建筑。


高层零能耗建筑:层数大于等于8层,建筑物需要通过最大化的使用自身可提供的可再生能源系统以满足所需的供冷供暖需求,不足的部分可以由附近学校、公园内的可再生能源装置补充。



日本定义


零能耗建筑:通过先进建筑设计降低能耗,通过被动房技术有效利用自然能源,通过采用高效设备系统保持室内环境质量的同时实现高效节能,在此基础上利用可再生能源提高建筑能源自给,年一次能源消耗量收支为零的建筑。



从以上定义来看,虽然内涵不同,但都涵盖以下基本要素:能源核算边界;能耗计算范围;能源衡量指标;能源平衡周期。



能源核算边界


主要影响可再生能源利用大小,根据可再生能源来源不同,分四类:


建筑本体:包括建筑屋顶或立面的可再生能源系统产能;


场地边界:以建筑用地红线为边界,包括场地内和建筑和建筑本体的可再生能源系统产能。(美国采用)


场地外同一社区或管理区域边界:包括建筑本体、场地内及场地外附近的可再生能源系统产能。(欧盟、韩国采用)


场地外边界:包括建筑本体、场地内及附近的可再生能源系统产能和购买的绿色电力证书。(日本采用)


能源核算边界.jpg



能耗计算范围


主要影响建筑用能量的大小。


美国:供暖、通风、空调、室内和室外照明、生活热水、插座负载、生产能耗及建筑内的交通能耗


日本:供暖、通风、空调、照明、生活热水、电梯


韩国:供暖、通风、空调、照明、生活热水


欧盟:供暖、通风、空调、照明、生活热水、插座及家用电器


能耗计算范围.jpg



能源衡量指标


一次能源:采用统一的折算方法将终端不同种类能源折算为一次能源,反映了满足终端用能需求所需消耗的全部能源量,便于全面、统一比较采用了不同种类能源的建筑能耗高低,但是不同种类能源的折算系数需要经过大量的统计数据确定。


终端能源:通过市政电表、燃气表计量的建筑用能量,对于终端能源种类较多的建筑,无法直接比较建筑能耗的高低。


碳排放量:将不同种类能源按照规定的碳排放系数计算,反映了满足终端用能需求所需消耗的全部能源的碳排放量,便于全面、统一比较采用了不同种类能源的建筑的碳排放,但是不同种类能源的碳排放系数需要经过大量的统计数据确定。


能源成本:根据市政电表、燃气表计量的用能量,考虑不同种类能源价格等因素,直观反映了能源消耗的费用,但无法体现环境效益。



能源平衡周期


分“年”和“全生命期”。目前国际上主要采用“年”为平衡周期。


本文选自《夏热冬暖地区净零能耗公共建筑技术导则》(征求意见稿)