超低能耗绿色建筑技术发展趋势分析

目前，建筑耗能占到世界总耗能的39%，在人口多达70亿、不可再生资源能源日益紧缺的今天，降低建筑能耗已是迫在眉睫的任务。由此，以超低能耗为目标和特色的绿色建筑应运而生，它代表着建筑未来的发展方向。超低能耗绿色建筑旨在运用节能环保技术，实现最大程度的建筑节能和最小程度的环境破坏，体现了建筑与环境的和谐统一。2020年4月，由中国建材工业出版社出版，张万明等人编著的《超低能耗绿色建筑技术》一书，以建筑节能、建筑环保、建筑适用为原则，通过理论实践相结合的方法，从理念、技术、经济、环境、社会、人文、管理等方面因素，阐述了超低能耗绿色建筑的概念及特点、国内外发展现状，对超低能耗绿色建筑的规划设计、可再生能源利用、施工建造、检测与评价的全链条实施过程进行了详细的技术解析，并分别通过居住建筑、公共建建筑案例进行了实际效果验证，预测了超低能耗绿色建筑的发展趋势。笔者基于本书的学习，认为本书主题明确，言简意赅，研究全面，在超低能耗绿色建筑发展与工程技术研究等领域具有较强的普及作用和参考价值。

1超低能耗绿色建筑的发展

绿色建筑最初在20世纪80年代由欧洲发达国家及美国、日本等国家提出，随后于90年代引入我国，并于2005年前后在我国迅速发展，诞生了超低能耗绿色建筑。但总体上看，因受经济发展水平、地域差异、技术水平、人员素养、观念理念等的影响，我国超低能耗绿色建筑在政策、标准、技术、推广等方面与发达国家仍有相当差距。目前，我国超低能耗绿色建筑正处于由技术学习向技术实际应用的发展阶段，理清超低能耗绿色建筑的发展演化对我国建筑节能理念的继承、节能技术的普及、建筑的再生利用等方面有重要意义。该书以时间为序列，历数阐释了以下几点：①我国政策标准；②在梳理国内、外绿色建筑发展历史的基础上，总结超低能耗绿色建筑的发展特点，指出横向专项技术和纵向集成过程；③完善了超低能耗绿色建筑的技术体系；④政府部门通过评价标准与政策构建，鼓励与推进超低能耗绿色建筑的创新；⑤市场导向和城市建设是超低能耗绿色建筑的发展动力；⑥相关产业的提质升级有利于超低能耗绿色建筑行业良性发展局面的形成。

2超低能耗绿色建筑的规划设计

规划设计是实现超低能耗绿色建筑的第一步。主要包括：①建筑规划，要求建筑的布局宜与周边生态环境、资源分布、水文地质、人文历史相适应，实现合理的功能划分、空间利用、资源配置以及保持当地地理历史脉络；②建筑外部环境，要求建筑外墙、屋面、阳台、庭院达到较高绿化率，净化空气，创造优良的富氧环境。该书从建筑体型系数、弹性设计、节能设计、智能设计的角度，提出超低能耗绿色建筑的规划设计方法：①建筑宜采用规则平面，减少形体凸凹变化，以降低其体型系数，实现建筑热耗下降；②建筑要充分利用自然采光，通过控制建筑层高和留设大面积阳台，形成空气对流自然通风，降低对空调设备的依赖；③建筑应为楼梯、水电通讯发展和周边环境变化等预留基础量、预留管道空间和预留空地等；④建筑外窗包括透明幕墙的面积比、开启面积应符合要求，且宜安装外部遮阳，避免建筑被阳光直射，利于外墙表面降温，保持室内凉爽，节约空调耗电；⑤建筑宜与通讯技术、大数据技术、智能化技术融合，实现温湿度、亮度等自动调控，达到高标准低能耗、高效能低污染的目标。围护结构设计是实现超低能耗绿色建筑设计的重要部分。研究显示，建筑屋顶、墙体、窗户通过辐射、传导及散失方式与周围环境的热交换占到建筑总热量交换的85%。应用有关技术和措施对这些交换热量进行有效管控，维持建筑温度稳定，降低空调能耗成为实现节能绿建的一条必由之路。该书对基于围护结构的超低节能技术进行了总结：①墙体材料宜选用高强度、轻质量、可降解、可回收的新型环保多孔砖、空心砌块；②浇筑墙体采用加气混凝土，墙体主体结构增加绝热保温层；③内墙采用功能性装修材料装饰，以改善室内空气品质；④窗户宜安装低辐射中空玻璃以降低建筑内外热传导，同时宜安装金属遮阳百叶，结合智能化控制系统，实现夏季遮阳、冬季采光；⑤屋面宜种植常青、耐寒耐旱、抗病的绿植，以减少太阳辐射。电气设备系统设计也是超低能耗绿色建筑设计的组成部分，该书基于实际应用、经济效益、技术合理的原则，梳理了电气设备的节能技术：①设备电动机选择可变频电机，并配备软启动器；②简化供电系统，减少电压变配电级数；③合理分布供电网路，降低线路电损；④选择节能型变压器；⑤采用铜芯导线、减少导线长度、增大导线截面等。该书从理论方法层面讲述了建筑中不同系统超低能耗规划设计时所应遵循的理念、原则和规律，深化了这一领域的理论内涵。

3超低能耗绿色建筑对可再生能源的利用

超低能耗绿色建筑的最大特征体现在对可再生资源的利用上。从能量作用的角度看，可再生能源是建筑在时空维度上与周边生态环境发生联系的媒介或纽带，即建筑主动或被动地与周边自然环境发生着作用，建筑对可再生资源的有效利用会大大降低对石化能源的依赖。同时亦是环境友好、生态和谐的体现。该书从实践应用出发，罗列当前流行的可再生能源利用技术：①太阳能，包括通过平板型集热器和抛物面型反射聚光器实现的光-热转换，通过太阳能光伏板、逆变器、切换器、蓄电池实现的光-电转换；②水源热泵，通过过滤器、冷凝器、蒸发器实现建筑夏天排热入水、冬天取热于水；③地热泵，经由室外地源换热系统、地源热泵主机系统、室内末端系统实现建筑夏日排热入地、冬日抽热于地；④低温型空气热源泵，通过蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀从空气取热用以热水、取暖、烹饪。该书深入浅出，形象生动地向读者展示了有关建筑行业的几类再生资源利用的技术原理，具有较强的可读性和指导性。

4超低能耗绿色建筑的检测评价

为保证超低能耗绿色建筑的工程质量，按要求在施工及竣工验收阶段对建筑的节能环保部分进行检测。该书依循实际工程规定，总结绿建项目的检测内容：①室外环境检测，包括光污染、环境噪声、场地污染源检测；②室内环境检测，包括污染物浓度、隔声性能、采光系统、空气温湿度检测；③透光及非透光围护结构热工性能检测；④暖通空调检测，包括冷热源机组、冷热源系统、冷热源泵的实际效能检测；⑤给排水检测，包括进、排水水质、管网漏损检测；⑥供电照明检测，如照明功率密度值检测；⑦太阳能光伏系统、地热源泵系统检测；⑧监测与控制系统检测。超低能耗绿色建筑的评价涉及到建筑的品质认定和工程的标杆示范效应，对绿色建筑评价标准体系的建立、绿色建筑技术水平的提高、绿色建筑市场的推广繁荣、业界与公众绿色建筑意识的培养都具有积极作用。现在世界上著名的绿建评价体系主要有英国DREEAM和美国LEED，它们以建筑综合性绿化要求为评价目标，评价指标涉及室内环境、建材、水资源、能源、大气等。与国际相比，我国绿色建筑评价为政府主导、行业协会推进，实行绿色标识与奖励制度。该书以《被动式超低能耗居住建筑节能设计标准》和《被动式超低能耗公共建筑节能设计标准》为蓝本，以节能、节水、节材、节地、环境、运营为目标，指出我国评价超低能耗绿色建筑的关键性技术指标。该书通过对超低能耗建筑评价工作要点的阐述，有助于读者进一步熟悉超低能耗绿色建筑的理念内涵、技术要点、制度建设以及政策激励。

5超低能耗绿色建筑的实际应用案例

该书以“在水一方”居住区和河北省建筑科技研发中心科研办公楼为案例，指出成功应用的几项建筑节能环保措施：①通过地下雨水、污水蓄集池实现建筑庭院植被的绿化回灌；②采用全钢结构施工技术，加快施工速度，降低施工成本，减少周边污染；③主体结构与装饰装修一体化施工以节约建材；④使用高强度、轻质量、可降解、可回收的新型环保建筑材料以节约成本、保护环境；⑤采用热通道幕墙和低辐射中空玻璃降低建筑内外热传导，以保证室内温度稳定；⑥采用功能性装修材料改善建筑空气质品质；⑦采用光导管引入自然光完成包括地下室在内的建筑自然采光；⑧通过控制建筑层高和留设大面积阳台，形成空气对流，达到自然通风的目的。

6结语

该书从超低能耗绿色建筑的诸多方面进行了详细的解析，并结合实际案例阐释多种超低能耗技术在建筑中的综合应用，让广大读者对超低能耗绿色建筑有更深的了解，为我国建筑业实现绿色循环低碳发展奠定良好的社会基础，适合建筑从业人员和建筑节能爱好者参考阅读。

作者：申喆 单位：焦作大学