论零能耗建筑的的发展

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国外ZEB的发展状况

为了应对全球气候变化和能源危机，国外发达国家和地区十分重视建筑领域的节能减排，都在积极推进ZEB的建设。

1美国ZEB的发展状况

美国能源部（DOE，DepartmentofEnergy）根据2007年的能源自立安全保障法，在2008年8月发表了“零能耗公共建筑发端（Net-ZeroEnergyCommercialBuildingsInitiative）”计划，提出到2030年新建的所有业务用办公楼、到2040年既有的业务用办公楼的50%、到2050年所有的业务用办公楼，要以适当的成本进行ZEB化的技术改造。DOE以到2025年开发出在市场上具有竞争力的ZEB技术为目标，积极推行“建筑技术研发项目”，其中，实现ZEH的目标年度为2020年。在美国，并不是强制规定实行ZEB，而是倡导开发、普及实现ZEB的技术，为了推进实现ZEB的目标，美国正在积极地进行着既有建筑物的节能改造，并取得了很好的成效。如在1931年建成的纽约帝国大厦的节能改造中使用了6500扇“超级窗户”，取得了能量消费削减38%的成果，能耗成本减少约486万美元，3年即可回收投资。

2英国ZEB的发展状况

作为建筑领域根本性的低碳对策，英国政府于2006年12月正式提出“到2016年所有新建居住建筑实现零碳排放”的第一步目标，对居住建筑减少CO2排放规定了时间表：以2006年的排放量为基准，到2010年减少25%，到2013年减少44%，到2016年减少100%。在2008年3月，英国又发表了“到2019年所有非居住建筑要实现零碳排放”的更高目标。英国把减少碳排放的措施分成三个层次。首先也是最为重要的是建筑物本身的隔热性能和取暖、热水供应等建筑设备的节能性能，即首先要提高能源利用效率；而后，在此基础上充分利用建筑物自身生产的可再生能源；最后是开发利用建筑物附近的低碳可再生能源和信用证交易。为了促进ZEB的发展，英国建筑研究所建造了零碳排放的示范住宅———“创新公园”。由研究所出租地皮，建筑企业、设计公司等承担建筑成本和土地租金。现已有9栋ZEH或接近ZEH的建筑物正在示范展示。再有，英国正在积极推进标识制度。从2006年开始，在新建建筑设计时实施“节能性能评价制度（EPC，EnergyPerformanceCer－tificate）”，并逐渐向市场浸透，要求新建、买卖、租赁时业主必须向交易对象出示节能性能评价书。另外，在建筑物使用时推出“节能性能表示制度（DEC，DisplayEnergyCertificate）”，与EPC不同的是DEC还包括对OA设备、厨房设备等排放的CO2的评价，它是建筑物运营管理的指标。2010年4月开始实施“减少碳排放承诺（CRC，CarbonReductionCommitment）”制度。该制度从排放总量的减少比例和单位销售额排放量的减少比例来评价承诺者减少CO2排放的努力程度并进行排名、公示。

3日本ZEB的发展状况

2009年4月日本提出加速发展零能耗建筑。日本经济产业省为了研讨实现建筑物ZEB化的具体路线，于2009年5月成立了“关于实现与拓展ZEB的研究会”，历经8次之多的认真细致的研讨，于2009年11月提交了“关于建筑物ZEB化新的展望的提案和对策”的建言。2010年6月日本内阁会议决定的“能源基本计划”中确定的目标是：楼宇等建筑物到2020年新建公共建筑物实现ZEB，到2030年全部新建建筑物整体上平均实现ZEB。综上所述，美国的ZEB发展计划以10年为一个阶段，时间间隔比较长，线条比较粗，而且，政府只是倡导，强制推行的力度显得不足。英国较早提出建设ZEB的目标和时间表，但实际实施主要体现在制度建设和示范层面上。相比而言，日本在发展ZEB中，政府主导作用强，措施具体，具有较强的强制性和指导性，企业占领市场的意识强、具有较好的研发实力，“产官学”合作推进速度快、建设效果显著。我国在推进项目发展时一直提倡“政产学研”合作，发挥各自的特点和作用，日本的做法和经验更适合于我国学习和借鉴。因此，本文重点对日本发展ZEB的情况做进一步的介绍。

日本发展ZEB的经验

日本为了促进ZEB的发展、实现ZEB的市场变革，从完善政策法规制度、强化政策激励、支持企业开展技术研发、示范带动等方面采取措施，取得了一些值得借鉴的经验。

1法规约束、政策激励

日本的建设用地紧缺，所以中高层建筑的比例较高。这对采用建筑物自身生产的可再生能源有一定的限制。因此，日本把尽可能地提高建筑物的节能性能放在首位，提高住宅的隔热性和密闭性，减少取暖制冷能耗以解决能源消费量持续增加的问题、提高能源使用效率。

日本于1980年制订了节能标准（现称其为旧节能标准），其后，于1992年（现称其为新节能标准）、1999年（现称其为下一代节能标准）两次对其内容进行了修改强化。如表2所示。三个标准对节能要求越来越严，执行新的标准会使取暖制冷费用和能量消费量显著减少。例如：东京地区取暖用的灯油使用量，按1980年标准为922升/户年，1992年标准为653升/户年，削减了269升/户年，1999年标准提出了更高的要求，为446升/户年。

为了ZEB的普及，日本推出了许多税制上的激励措施。如固定资产税减免、所得税特别扣除等。固定资产税减免措施是针对在2008年4月1日～2013年3月31日期间对2008年1月1日以前开始居住的住宅（不包括租赁住宅）进行窗户的隔热改造（必须进行）和地板、墙壁、天花板节能改造（可选择）、改造后符合现行节能标准的住宅施行的，这种住宅次年度应缴的固定资产税额可以减免三分之一。条件是：住宅面积以120m2为限，节能改造工程费用总额要求在30万日元（按100日元=7.6359元折算约合人民币2.29万元，下同）以上。所得税特别扣除是对上述改造时借款的一种补偿，年末借款余额的2%可以从所得税中扣除，也就是说可以少缴相应额度的所得税。条件是：借款以200万日元（约15.27万元）为限，期限为5年。尽管既有建筑节能改造所追加的投资可以通过使用时能耗成本的节约得到部分补偿，但投资回收期较长，所以，初期投资时税制上的支持很重要，这些措施收到了很好的效果。

以住宅、公共建筑的零能耗化为目的，2012年度日本经济产业省资源能源厅开展了“住宅、公共建筑物的ZEB化推进事业（零能耗化推进事业）”，日本国土交通省住宅局开展了“住宅的零能耗化推进事业”。一般社团法人“环境共创发端”、“日本可持续建筑协会”和“环境共生住宅推进协议会”三家团体被定为执行机构，组成“零能耗化推进室”来负责具体事务，向“有助于实现ZEB的高性能仪器设备的采用者”“、通过高性能仪器设备和控制系统的组合来帮助实现住宅零能耗化的技术集成系统的采用者”和“致力于零能耗住宅建设的中小工程公司”开展相关的资助活动[4]。具体活动分为三种类型：一是对在公共建筑中采用了有助于实现ZEB措施的建设单位给予奖励。条件是新建、扩建和改建的建筑物整体的年标准一次能源消费量减少30％以上，既有建筑物整体的一次能源消费量以往3年的平均值减少25％以上。补助额度原则上为所需费用的三分之一，特殊情况可达二分之一或三分之二，但一个项目最多补助5亿日元（约3818万元）。2012年征集3次，共有75个项目获得资助。其中，5月28日～6月29日第一次申请的项目为65项，通过评审的为55项，资助总额约为16亿日元（约1亿2217万元），相应的节能效果换算成原油约为5781KL/年。二是针对住宅实现ZEH化的支援事业。该活动作为到2030年实现住宅ZEH化的具体措施，对满足①年一次能源消费量的净值大致为零；②热损失系数低于标准值（见表1）；③采用先进节能系统；④安装了能量使用和创造能量的计量、存储、显示的仪表；⑤安装了太阳能发电系统等条件的住宅给予补贴。补助额度不超过所需费用的二分之一，一户住宅的补助上限为350万日元（约26.73万元）。资助情况见表3。三是对2009～2011年年平均出售50套以下、通过建筑本体和设备一体化来实现零能耗的独栋住宅的中小工程公司进行资助。条件是独栋住宅必须是实际用于居住的、实现了ZEH化的住宅，而不是样板房。补贴的费用包括：调查规划设计费和完善建筑结构、建筑设备的费用及效果检测费等。补助额度不超过所需费用的二分之一，一户住宅的补助上限为165万日元（约12.60万元）。从申请和获得资助的情况可以看出，日本已有实现ZEH的住宅出现且发挥着很大的示范带动作用。

2技术研发、企业示范

实现ZEB，建筑的设计与使用两个方面都很重要。日本从下述五个层面做着努力：①建筑物、建筑设备的生态设计；②提倡生态工作方式、生态生活方式；③加强能源管理，使用BEMS（BuildingEnergyManagementSystem）进行节能诊断、微调节；④利用可再生能源；⑤碳补偿（碳信用证交易）、绿色电力。技术是实现ZEB的重要手段，日本在建筑物外围护工程的墙体隔热、遮阳、空气流动窗；室内空气调节方面的变流量、变风量控制系统，依据CO2浓度的自动换气控制系统，“工位+环境”辐射空调系统；室内照明方面的光井自然采光系统，LED照明，人体感应传感器控制、有机EL照明；可再生能源利用；能源的局域利用、城市未利用能源（河川热源、地下热源、下水等都市废热）的利用等诸多方面进行技术研发、技术集成和应用。日本公共建筑能耗平均为2030MJ/平方米/年。如表4所示。据测算，通过一系列节能技术措施，可以减少一次能源消费量2030MJ/平方米/年，能够实现ZEB。在技术研发与应用方面，日本建筑企业积极实践、带头示范。如清水建设公司的新总部大楼[6（]高110米，地上22层，地下3层，建筑面积约51800平方米，钢筋混凝土结构+部分钢结构，标准层高4.2米）以“创造超环境办公楼”为主题，开发应用了许多先进的具有特色的ZEB相关技术，取得了显著的节能减排效果。图1、图2所示为该公司自主研发并应用在该建筑上的具有结构功能、外装饰功能和太阳能设备功能的“多功能外围护结构”。外框架结构由一个个长3.2米，高4.2米，厚0.9米，重14吨的预应力混凝土构件组成，深凹的混凝土构件在窗户的玻璃上形成阴影，可减少50%的外部热负荷，再通过Low-e玻璃的使用，隔热效果进一步增强。开口处的一部分装有抗震墙板，另一部分安装了总共约2000平方米的太阳能电池板。对于超高层建筑而言屋顶面积有限，在窗户上安装太阳能电池板要比在屋顶上安装的面积大得多。根据室内不同部位对采光的要求，该系统分别安装了多晶型和薄膜可透光型两种太阳能电池板。多晶型电池板发电效率高但不透光，故安装在公用部位的窗户上；在办公室等采光要求较高的窗户上安装具有透光性的薄膜型电池板。此外，该建筑还采用了“工位+环境”辐射空调系统[7]、“工位+环境”照明系统等新技术。日本2005年开始提倡将空调温度在夏季设定为28℃、冬季设定为20℃。“工位+环境”辐射空调系统等技术集成通过分别控制温度、湿度和气流，尽管室内温度设在28℃也能保持舒适的温热环境，提高了节能性能。该建筑通过技术集成使空调节能约50%，使白天照明用电减少约90%，运营阶段的CO2排放量减少到50%以下。借助这些环境技术，使这座建在城市繁华区的超高层建筑物成为日本国内最高级别的满足环境要求的办公楼。

对我国发展ZEB的几点建议

借鉴日本等国家推进ZEB发展的经验，结合我国的实践[8]提出几点建议：1）需要进一步明确关于ZEB的定义。在我国的相关资料与报道中有零能耗建筑的提法，但尚无明确的定义，而零能耗建筑易被误解为“不耗能”。所以本文建议直接使用“可再生能源建筑”的概念。将其定义为：使用建筑物自身生产的可再生能源维持运营的建筑。2）成立专门机构组织实施，制定时间表和路线图。可以借鉴日本由政府委托多家一般社团法人组成专门的“零能耗化推进室”的经验，组建推行ZEB的专门机构。根据我国的国情制订切实可行的实现ZEB的路线图和时间表，使相关部门、企业和居民家庭有一个明确的努力方向和目标。3）与绿色建筑的发展相结合，在绿色建筑评价标准中加强零能耗建筑方面的相应条款。4）进一步更新观念，加大对ZEB的宣传力度。政策上加强对先行先试企业的支持力度，扩大示范项目的影响力。

结语

ZEB在争议中迅速发展。国外的经验和国内的尝试证明ZEB的实现是可能的。虽然普及有待时日，但只要更新观念，不断改变生活方式和工作方式，从建筑设计和使用各个方面做出努力，重视从“节能”到“创能”的观念转变，就会向着“零能耗、零排放”一步一步地迈进。（本文作者：计永毅、郭霞 单位：北京联合大学生物化学工程学院）