零碳建筑是我们未来努力的方向？如何才能做得到？

原创零碳达人立青绿建节能方向标昨天

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绿建节能方向标

介绍建筑领域碳中和的实施路径，科普零碳建筑、被动式超低能耗建筑相关标准、政策和技术策略

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零碳建筑的普及不再遥远！我们已经推广了数十年的被动式超低能耗建筑，这是实现零碳建筑的一个基本功，过去十多年我们积累了丰富的经验。最近住建部出台最新的节能规范，也正式明确提出了新建建筑要有明显的减少碳排放的指标，这在以前是没有提过的。新标准将于明年4月份正式执行，要求新建建筑能够减少碳排放7kg/m2.a。这是我们大范围推广零碳建筑的一小步。我们的公众号平台绿建节能方向标持续为大家分享前沿的知识和技术，希望能够为建筑届的朋友带来帮助。以下是今天的带给大家的福利，美国的零能源建筑经验分享。

图片是美国科罗拉多州戈尔登的国家可再生能源实验室包括几个零能源实验室，包括一个高速计算中心，其中来自超级计算机的废热被用于其他目的。

美国将近48%的能源用于住宅和商业建筑。零能源建筑通过大幅削减能源需求来大幅减少能源使用，同时利用太阳能电池板等可再生能源来满足剩余的能源需求。零能源建筑与电网相连，在夜间或无阳光的日子里获取电力，在阳光明媚的时候向电网输送电力。它们不仅将净能源使用和净碳排放降至零，还降低了拥有成本，提高了居住者的生活质量。

零能源建筑的关键组成部分包括简单的既有现成技术，从能源建模软件开始，如商业建筑经常采用Energyplus进行模拟分析，而住宅经常采用REM/Rate进行计算。该技术在设计阶段使用，由建筑师、工程师、总承包商、暖通空调专家和建筑能源顾问共同合作，有助于确定实现零能耗所需的以下节能技术的最具成本效益的组合。这个给我们一个启示，就是这种创新的体系一定是多个团队合作的结果，并采用专业软件进行科学的分析，而不是哪个组织照搬别人的技术，单打独斗可以完成的。

建筑保温系统:通往零能源路径上最简单的措施包括使用优异的保温材料和技术增加地板、墙壁和天花板的隔热性能，以满足能量建模设定的R值，即热阻值。

空气密封性能:最具成本效益的措施之一是对建筑围护结构进行空气密封，以消除建筑结构本身以及窗户、门、电源插座、穿墙管道装置和所有其他建筑贯穿件周围的空气泄漏。空气密封通常用常用的填缝料和泡沫产品来组合完成。鼓风机门监测技术在建筑内产生压差，使检测空气泄漏变得更加容易，无论是通过感觉气流还是用烟棒。

加热和冷却系统:地源人和空气源热泵是有效的节能供暖和制冷技术。空气源热泵现在可以在室外温度低至-10度的情况下为建筑物供暖。他们可以利用中央供暖系统或更小的单元，如小型分体式或成套终端设备。基于二氧化碳制冷剂的新型空气源设备提供了更好的性能。Dandelion的新钻井技术有望降低地源热泵的成本。外部空气可用于冷却，使用连接到暖风、通风与空调系统或智能门窗尚。

照明:一个设计良好的零能耗建筑将充分利用自然光，通过使用适当定向的窗户和百叶窗将光线导向需要的地方，同时在不需要时阻挡热量。当需要人工照明时，LED Lights和使用点照明大大降低了人工照明的能源使用和成本，同时提高了照明质量。当自然光充足时，自动照明控制可以降低或关闭人工照明。

节能门窗:双层和三层窗玻璃都有低辐射涂层，有助于吸收或排除太阳热量。热增强的铝制窗框减少了热传导，可以非常紧密地安装，减少空气泄漏，降低外部噪音。采用真空玻璃可以极大的提升整窗性能，这是未来的一个趋势。

零零昊真空玻璃，传热系数不到0.6W/(M2.K)

遮阳系统:零能耗建筑通常设计有屋顶挑檐或固定遮阳篷，这些屋顶挑檐或固定遮阳篷经过精心计算，可以遮挡夏季的阳光，但允许在冬季的阳光中进行阳光调节。这降低了供暖和制冷成本，优化了自然采光。自动内部遮光罩使用传感器来确定是否需要阻挡或允许阳光进入，这取决于加热或照明需求。当阳光直射时，电致变色和热致变色窗口会自动变暗，这有助于控制热量、亮度和眩光。

生活热水系统:在热水用量较高的大型商业建筑中，循环传热流体的太阳能热系统可能是最佳选择。对于热水使用较少的建筑，电热泵技术非常高效。即使是一个保温良好的标准电热水器，位于使用点附近，由太阳能光伏系统供电，也是有成本效益的。在有稳定的热废水流的地方，排水热回收是有效的。

高能效电器:洗碗机、烘干机和炉灶等电器应尽可能使用能源之星等级的电器，以最低的成本选择最高的能效。高转速洗衣机旋转得如此之快，以至于大部分的水都被挤出了衣物，这使得烘干衣物变得更快。电磁炉炉顶和热泵干燥机是已经在使用的令人兴奋的节能技术。

机械通风:因为零能耗建筑非常密闭，所以需要一个节能的热回收通风系统来提供新鲜的过滤空气。由于研究表明室内空气质量比室外空气质量差，通风系统改善了建筑物居住者的健康和福祉。

太阳能光伏:基于能量建模，在确定了所有其他节能措施后，光伏系统的尺寸最佳。光伏系统极其耐用，经久耐用，价格也大幅下降。它们产生的DC电流被逆变器转换成交流电，因此可以用于正常的建筑用途。使用净计量，当光伏阵列产生的能量超过所需时，它被输出到电网，当它需要能量时，它从电网中提取能量。

大型多层商业建筑的屋顶面积可能太小，无法容纳满足建筑能源需求所需的太阳能电池板数量。在这种情况下，光伏板可以集成到其他建筑表面。

构建集成光伏:大型多层商业建筑的屋顶面积可能太小，无法容纳满足建筑能源需求所需的太阳能电池板数量。在这种情况下，光伏板可以集成到其他建筑表面。甚至还有利用光伏技术发电的窗户玻璃系统。

现场电池:所有建筑都根据需求决定的费率支付从公用电网购买的能源。现场电池可以储存多余的太阳能，用于需求高峰时期，从而大幅降低需求费用。复杂的能量
管理系统可以控制这个过程，以获得最佳的财务效益。

高能效工作站:利用采光，工作站可以用很少的能源获得明亮的照明。当自然光不足时，使用点LED台灯非常高效。可以使用高能效的笔记本电脑，减少幻影负载。

拉荷亚可持续实验室克雷格·文特研究所的湿实验室。

虚拟负载减少:电子设备和电器在“关闭”时会消耗电能，这意味着大量的能量消耗。在一些电子设备中，这种待机模式占设备年度能耗的大部分。其中包括遥控器、灯或显示器在“关闭”后保持打开，或者包含“电源砖”的电线。最简单的解决方案包括开发不使用时拔下设备插头的协议和利用“智能”电源板。智能技术现在可以使用，当设备不使用时，它可以自动杀死所有幻影负载。实验室和厨房排气扇:效率低下的排气扇会消耗额外的能量，将室内的空调空气拉出建筑。发动机控制模块风扇使用较少的能量，隔热的外部挡板可以减少热量损失。在许多实验室，通风橱的窗扇即使无人看管也是敞开的。发动机罩上贴有简单的“窗扇发动机罩贴纸”，鼓励实验室工作人员在不使用时关闭窗扇发动机罩。在一些实验室中，能源使用非常密集，因此需要一种全面的管理方法来减少能源使用。凭借其专业的设备和高通风需求，让实验室达到零能耗是一项挑战，但少数实验室已经取得了成功，例如J. Craig Venter研究所的生物实验室。

拉荷亚可持续实验室设施克雷格·文特尔研究所是第一个净零能量、碳中和的生物实验室。

智慧能源管理系统:当居住者离开时，能源管理系统可以关闭所有的插头负载，使用传感器调节每个房间的温度以确定它们是否被占用，调节内部窗帘或外部百叶窗以优化温度和照明，根据自然光照量和房间内人员的存在来调节人工照明水平。

零能源建设成本:节能特性和光伏系统增加建筑成本是很常见的。然而，根据EERE，零能源商业建筑可以在典型的建设预算内建造；甚至可以为低收入家庭建造零能耗的人类栖息地，而不是标准的栖息地。为了在大型项目中实现这些目标，可以遵循基于能源建模的基于能源绩效的采购指南。

投资回报:即使零能耗建筑成本较高，其拥有成本也会较低，因为当计入抵押贷款时，除了类似标准建筑的成本之外，能源改进的额外成本将导致每月额外的抵押贷款成本小于每月的能源节约。

生活质量投资回报:另一个重要的投资回报是生活质量。零能耗建筑有新鲜的过滤空气，没有通风，温度均匀，光线更好，更安静——所有这些都改善了居住者的健康和福祉。员工的福利对业主的底线是一个重大的好处。零能耗建筑的所有技术目前都可用并被广泛使用。零能耗建筑的拥有成本低于类似的标准建筑，提高了居住者的生活质量，对于满足世界气候目标至关重要。这是简单、可用、成功的技术，它的时代已经到来。

今天的书籍分享：《马萨诸塞州的零能耗建筑:从一开始就省钱》这份来自“建筑环境+”的报告评估了马萨诸塞州的零能源前期建筑成本、模型性能和生命周期成本。随着建筑成为温室气体排放的主要来源，科学家、倡导者和地方领导人正在努力通过改造现有建筑和建造新建筑来实现零能源标准，从而遏制排放并减少建筑环境中的能源使用。虽然利益相关者和决策者经常将高成本列为ZE建筑的主要障碍，但Built Environment Plus和报告负责人Integral Group发现，许多类型的ZE建筑可以在不增加前期成本的情况下建造，一些商业建筑可以在一年内获得投资回报。