我国幅员辽阔,南北跨越热、温、寒气候带。伴随不同地域建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提高,与工业耗能、交通耗能相比,建筑耗能呈不断上涨趋势。
近年来,国家陆续颁布支持超低能耗建筑建设的有关政策,明确提出“在全国不同气候区积极开展超低能耗建筑建设示范”“开展超低能耗建筑小区(园区)、近零能耗建筑示范工程试点”等,各省市纷纷迈开探索建设步伐。那么,目前我国超低能耗建筑发展如何?

立足于我国能源结构调整、气候特点和居民生活习惯,目前全国各省正在经过产学研联合攻关,提出适用我国不同气候区的超低能耗建筑技术体系,并取得了卓有成效的创新性成果。
住建部相关负责人表示:“我国经过近30年的不断探索和努力,形成了比较系统的节能技术体系和标准体系。超低能耗建筑可通过适应气候特征和场地条件,充分利用自然通风、天然采光以及围护结构保温隔热等技术措施,采用高效能源设备,最大幅度降低建筑供暖、空调、照明能耗。在超低能耗建筑基础上,增加可再生能源建筑应用等技术措施,可实现近零能耗、零碳建筑。”
据了解,在一系列政策鼓励下,我国超低能耗建筑得到较快推广,建成具有代表意义的示范项目:中国建筑科学研究院近零能耗示范建筑、夏热冬暖地区首个零能耗建筑综合性办公楼——珠海兴业新能源产业研发楼、保留乡村生态的天友零舍近零能耗农宅示范项目、中德青岛生态园技术中心、河北高碑店列车新城等,这些建筑采用了高性能新型围护结构、太阳能建筑一体化、智能建筑微能网及地源热泵等高新技术。
据中国建筑科学研究院研究员张时聪介绍,“十三五”期间,我国超低能耗建筑专项财政激励超过10亿元,对其从试点示范到规模推广起到重要引导作用,在建及建成超低/近零能耗建筑项目超过1000万平方米,带动100亿增量产业规模,将引领建筑节能产业向高质量、规模化、可持续发展。超低能耗建筑的规模化推广将对我国“2030碳达峰、2060碳中和”具有重要支撑作用,上下游产品部品产业化将带来5万亿—10万亿元的新增GDP预期,超低/近零能耗建筑技术体系具有重大推广价值和产业化前景,需进一步研发创新,推动其迈向零碳零能耗。
住建部相关负责人表示:“下一步,我国拟通过制定强制性标准,不断提高建筑节能标准水平,在适宜的气候区全面推动超低能耗建筑,为城乡建设领域尽早实现碳达峰作出贡献。”
天友·零舍是按照国标 “近零能耗建筑技术标准”建成并获得评价标识的国内第一座近零能耗建筑。在2020年WAN世界建筑新闻网大奖荣获可持续建筑类别银奖。同时也是北京市科委“绿色智慧乡村技术集成与示范”课题示范项目。

通过对天友·零舍的改造,希望可以探索一种低成本的近零能耗农宅的实现方式,保留农宅的传统建筑特色,在农宅内引入新的功能,实现功能转换与乡村复兴。
天友·零舍已经于2021年5月6日起面向全国进行免费开放!可用于团队参观、个人参观或拟举办交流、论坛等相关活动。
天友·零舍项目为单层乡居改造项目,原建筑体型系数较大,节能不利。性能化设计是近零能耗建筑设计的基本方法,通过性能优化,一方面在原建筑基础上增设被动式阳光房、楼梯间等过渡联系空间,降低建筑的体型系数,另一方面采取被动房标准的围护结构保温性能来保证建筑的节能效果。
“碳中和”首座近零能耗建筑天友零舍全国免费开放“碳中和”首座近零能耗建筑天友零舍全国免费开放。
大面积的天窗和风塔为室内采光与通风提供了充足的补给,创造了冬暖夏凉的人居环境,郁郁葱葱的杨树透过天窗向室内洒下斑驳的倒影,建筑与自然自成画卷。
天友·零舍采用了可再生能源补给,屋面采用了传统民居双坡形式选择的非晶硅太阳能光伏瓦,不仅能为建筑提供自然转换的电能和热能,减少后期居住使用能耗,同时在太阳的照射下,形成波光粼粼的动态景象。阳光透过彩色薄膜光伏顶落在阳光房的墙面上,彩色的光晕将艺术氛围融入室内空间。

将自然景观与传统院落进行了有机结合,从花园游走至书屋,氤氲的空气与阳光浸润着每一处角落,身心得到舒展。连接着展示与办公空间,将劳与逸互相通,从而实现了空间使用的最大化利用。
生活之美于自然与艺术之中,将低碳生活方式融入生态景观的塑造。以集成水院将雨水收集转化为菜园的天然灌溉系统。零碳花园则以废弃材料改造置景,辅以植被,真正实现了从建筑到居住的绿色低碳生活模式。
超低能耗建筑是走向零碳零能耗的必经之路,以下是国外十个超低能耗建筑案例(国外没有超低能耗建筑的叫法,一般称之为Passivhaus被动房,或者low-energy architecture低能耗建筑),希望有助于建筑业、房地产业同仁更好的了解超低能耗建筑,共同推动超低能耗建筑在我国的发展,助力建筑业早日实现碳中和。
建筑师约翰克里斯托弗斯将他自己的住宅改造成英国最可持续的住宅。他将在1840年建造的两居室房屋的外观上安装了光伏板和光伏热水器。
现在这座建筑目前电力充沛,生产的电力超过了自身所需。与房屋改造前估计的二氧化碳排放量相比,它每年减少1,300公斤(660 公斤)的二氧化碳排放量。

在北费城的洛根社区,开发商 Onion Flats 设计并建造了三座178 平方米的联排别墅。
这是 5 年来在北费城建造的主要公共住房,也是费城内第一个经过认证的 Passivhaus。每栋联排别墅都是在一个地区制造工厂以 249,000 美元的价格使用预制部件建造的,只需三个月就可完工。
被动式联排别墅采用超级隔热隔断、三层玻璃窗户和一个热回收泵,可吸入新鲜空气,过滤后有效地加热或冷却内部。每个家庭都有容量为 5 千瓦的屋顶光伏电池板。
如果租户保持在他们设定的电力预算内,联排别墅将保持零能耗。如果他们使用额外的能源,还可以通过电网获得更多的电量。”
凭借屋顶光伏电池板、2.1兆瓦时的特斯拉电池和复杂的电力管理软件程序,特伦特盆地住宅集团已经能够产生和储存其富余电量,并输入回英国能源电网。
通过接入电网,100多户家庭的电力系统随时准备将光伏板生产的电力进行交易,在需求过剩时促进节省电力,在公共需求低时向电网储存额外的能量。
大和家居贸易公司是日本最大的住宅建筑商之一,已将其重点转移到更生机勃勃的预制社区。自 2017 年以来,这个包含 65 座房屋的社区已经产生了 427 兆瓦时的可再生能源,比使用量高出15%。这使碳排放量减少了约 95%。
住户使用该公司专有的家庭能源管理系统,并让他们观察他们产生和使用的电力。
每个家庭在节能工作中的份额都显示在一个评级中,排名靠前的家庭将获得可用于电动汽车共享服务等奖励。
663 座几乎零能耗的混合用途建筑,坐落在占地224英亩(90 公顷)的土地上,屋顶光伏板可为约3,000 名大学生、大学和员工供电。
该社区还鼓励低碳交通。SWA 集团领导了全景结构的规划、设计和实施阶段,在校园现有的自行车传统基础上构建了一个自行车优先的交通系统。
自行车停车场可以很方便地内置在建筑庭院和公共区域中,而停车场则搬到了更远的集中区域,以进一步鼓励骑自行车和散步。”
这个由 Diamond Builders 创建的 114 英亩的低碳改进项目容纳了来自 64 个国家的 3,000 人。建筑商采取了可持续发展的整体战略,设计了一个可以生产食品、保存和再利用水的系统,并通过屋顶光伏发电和节能措施满足其 87% 的电力使用。
所有房屋和公共区域的光伏板每年产生 1.7 吉瓦时的可再生能源。据估计,整体改进每年可以抵消约 8,500 吨二氧化碳。”

SDE4是新加坡国立大学设计与环境学院设计的一座创新教育建筑,该学会组织旨在促进东南亚设计、可持续发展和教育事业。SDE4是一个占地8500平方米的6层多学科空间,也是新加坡第一个新建的净零能耗建筑,由Serie + Multiply建筑事务所和Surbana Jurong共同设计。
该建筑的设计目标是响应气候变化,通过一系列的可持续设计以及屋顶安装的1200多个太阳能光伏板使建筑的净能耗为零。建筑内含有Transsolar KlimaEngineering设计的创新混合制冷系统,该系统为室内提供了100%的新鲜预冷空气,尽管温度和湿度比传统系统要高,但吊扇的形式同时也提高了空气的流速。
在需要冷却的学校房间中,与新加坡的传统建筑相比,带有天花板跟随器的“混合冷却系统”可减少大约 36% 至 56% 的电力消耗。”
这所位于比尔小郊区波特的幼儿园和小学的锯齿状屋顶拥有 1,110 块光伏板,能够在峰值情况下产生近 300 千瓦的能量。学院不仅为自己供电,还为周围的 50 座房屋供电。
木材被用作第一批开发材料,整个外墙和室内都使用木制。因此,学院将被视为一个巨大的碳汇。所有木材都来自可持续林业。
占地12,450 平方米的 CH2 是一个权威的办公建筑,由建筑师 Mick Pearce 和澳大利亚DesignInc 设计,就像一个生态系统,许多组件共同作用于温暖、凉爽、能量,并给建筑供水。
与标准的墨尔本工作场所建筑相比,CH2 减少了 87% 的温室汽油排放,降低了 60% 的能耗和用水量。
这座反应灵敏的建筑的西立面经过编程,可以追踪太阳的运动。在冬天,再生木百叶窗打开让空气进入;在冬季的整个午后太阳能高峰期,百叶窗就会关闭。
这座产能建筑由 Miller Hull Partnership 设计,是Sonos 和 Hammer & Hand 等企业的所在地。其目标可能是成为地球上最可持续的商业建筑。屋顶装有 575 块光伏电池板,每年可产生 230 兆瓦时的电力。它定期产生多余的能源,并将其送回西雅图的电网供城市使用。
该建筑将雨水转化为饮用水,还包括一个带维修和清洗站的自行车车库、现场堆肥厕所和 26 口地热井,地热井位于地表以下 400 英尺,以帮助调节夏季和冬季之间的建筑温度。从屋顶上的 575 块太阳能电池板到通过楼层间制动来发电的电梯,环保功能的清单很长。
“Bullitt Heart 已经在其结构木材中储存了 600 吨二氧化碳,能耗仅是西雅图标准建筑能耗的25%。