近日，天津大學建筑學院教授任軍在北京郊外大興區農村建造的一座“近零能耗”度假屋引起廣泛關注。
沒有空調和暖氣系統天津恒溫恒濕試驗機，但冬暖夏涼，溫度、濕度恒定，冬季關上門窗，室溫一夜之間僅下降2度。
屋頂光伏發電每年可以發電1萬度電，而屋內用電設備加上新風機大概耗能1.1萬度電，如果住得少的話還有剩余電，可以賣給電網。
2019年，這棟被任軍命名為“菱舍”的住宅成為全國首個獲得“近零能耗”標志的私人住宅。
近日，《天津新聞觀察報》記者對任軍教授進行了采訪。
“這座400平方米的農家樂的建設和改造一共花費了280萬元，但其中包括了室內外裝修、綠化等費用，這些都不包含在一般的建設成本中。”任軍介紹，這一方面是因為它實現了近零能耗，另一方面也是因為它還具有示范、實驗的性質。
“近零能耗建筑每平方米的造價比普通住宅要高出600到1000元，但隨著市場規模的不斷擴大，這個成本必然會下降。”任軍說。
這種節能環保的建筑會不會成為未來的趨勢？每個人都能夢想著在鄉村擁有一間恒溫自發電的度假屋嗎？
“不僅墻面，屋頂、地面都覆蓋著30厘米厚的保溫層，就像給房子披上了一件厚棉襖。”
2019年，我國《近零能耗建筑技術標準》實施，國家開始組織開展“近零能耗”認證。
任軍介紹，其團隊自2015年起配合北京市科委相關項目，在大興農村開展低能耗農房改造。“零度住宅”是2019年1月啟動的“綠色智慧鄉村關鍵技術集成與應用研究”項目成果，旨在以大興區魏善莊鎮半壁店村舊村改造為試點，建立集生產、生活、生態為一體的綠色低碳新型居住建筑，探索鄉村可持續循環發展。
2019年12月底，“零度住宅”竣工并及時獲得第一批認證，成為國內首個獲得“近零能耗”標志的住宅建筑。
“說到綠色低碳生活，我們可能馬上想到天熱用空調降溫要調高溫度，冬天暖氣不要開得太高。好像要降低能耗，房子住起來就不舒服了。但在‘零能耗住宅’，這些顧慮都不存在，既能環保低碳，又能冬暖夏涼。”任軍告訴記者，近零能耗建筑有一套技術體系，這就是其房屋冬夏恒溫的秘密所在。
第一是高性能建筑圍護結構。“現在普通住宅的保溫層大概在10厘米左右，而近零能耗建筑的外立面保溫層有25厘米，這就像是給房子披上了厚厚的‘棉襖’。‘零能耗建筑’不但墻體，連屋頂、地面都覆蓋著至少30厘米厚的保溫層。”任軍說。
此外，“零度屋”大量采用“被動式門窗”，也就是“被動地”等待大自然提供能量。這是一種氣密性非常好的門窗，是內充惰性氣體的三層雙層中空玻璃，玻璃表面鍍有LOW-E低輻射膜，能吸收更多的熱量和光線，隔熱防寒效果比普通玻璃好很多；窗框為鍍鋁塑，其芯為塑鋼，隔熱性能好；外圍護也采用透氣膜和空氣隔離膜，保證建筑氣密性，最大限度減少房屋內室內外氣體交換率。這是冬季防止室內熱量散失、夏季防止室外熱量進入室內的重要一環。“所以當室內溫度20℃時，我只要關好門窗，即使晚上室外溫度降到0℃，第二天早上我看監控畫面時，溫度也能保持在18℃。”任軍說。
其次，有效大幅提升建筑能源系統效率。“零度住宅”不安裝空調，也不使用市政供熱，而是安裝“新風能源一體機”，利用高效新風系統調節溫度、更換空氣、調節濕度。由于保溫，只需要傳統住宅1/4的電量，就能達到冬暖夏涼的效果。而且，這1/4的電量幾乎可以自給自足。
陽光房玻璃中間貼有光伏發電膜，是根據北面日照時長、角度等進行精確計算的恒溫恒濕機/a>，屋頂鋪有太陽能發電瓦，建筑外墻也安裝有柔性光伏發電材料。
在降低能耗的同時，這棟房屋還利用各種設備主動產生能源。“這涉及到利用可再生能源、太陽能等直接為建筑提供電力，可以有效減少化石能源的消耗。”任軍說。
“菱舍”的正門與客廳門之間，是一間覆蓋著彩色屋頂的陽光房，屋頂由14塊彩色玻璃組成，這些玻璃中間放置著根據北方日照時長和角度精確計算的光伏發電薄膜，不僅透光率好，還能發電。
此外，“零度屋”屋頂覆蓋的黑色瓦片也是一種太陽能發電瓦片，建筑外墻也安裝了柔性光伏發電材料。依托這些光伏發電，形成了獨特的電力運營系統，每年可發電1萬度。屋內所有用電設備加上新風機，每年耗電約1.1萬度，相當于這棟建筑面積402平米的房子，每年僅用電1000度。因其近乎零能耗，被稱為“零度屋”。
“其實從最早帶被動隔熱的1.0版本開始，這個4.0版本的‘零度屋’是我們團隊改造的第四棟農家樂，之前的1.0、2.0版本都是作為民宿來使用的，這個房子可以滿足辦公、互動、居住的需求。”任軍介紹。
“近零能耗建筑作為國際上快速發展的節能舒適型建筑，是未來應對氣候變化、節能減排的重要途徑。”
“現在有不少住宅建筑獲得了‘近零能耗’的標簽，僅近兩年，全國就有一百多棟這樣的建筑。”任軍說。
根據《近零能耗建筑技術標準》，“近零能耗建筑”包括“超低能耗建筑”、“近零能耗建筑”和“零能耗建筑”三類。
在，
超低能耗建筑不使用可再生能源，其建筑能耗水平應比相關國家標準和行業標準降低50%以上，是近零能耗建筑的主要形式。
近零能耗建筑采用可再生能源，其建筑能耗水平應比相關國家標準和行業標準低60%至75%。在現行標準下，近零能耗建筑需要滿足能耗和氣密性兩個約束性指標。“零能耗住宅”就屬于這一水平。
零能耗建筑是指年能耗小于或等于建筑本身及附近可再生能源發電量之和的節能建筑，是近零能耗建筑的一種先進形式。
今年1月，我國《近零能耗建筑測試與評價標準》正式實施，引導近零能耗建筑健康發展。
“近零能耗建筑作為近年來國際上快速發展的節能舒適型建筑，是未來應對氣候變化、節能減排的重要途徑。”任軍介紹，類似“零能耗住宅”這樣的近零能耗建筑在我國正在快速發展。
“從長遠來看，隨著可再生能源利用和分布式能源應用的逐步普及，建筑本身的生產能力和就近的可再生能源系統結合儲能系統，將逐步推動超低能耗建筑、近零能耗建筑向零能耗建筑邁進。”任軍說。
“國內近零能耗建筑在材料供應、設計、專業人才等很多方面還存在不足。”
雖然近零能耗建筑在我國發展已有十余年，但要大規模成為尋常百姓家，還有很長的路要走，需要突破哪些阻礙？
任軍認為，由于還是一個新生事物，近零能耗建筑在材料供應、設計、專業人才等很多方面還存在不足。
“近零能耗建筑的‘門檻’，首先在于精細化設計。”任軍說，與常規設計方式相比，零能耗建筑屬于性能化設計，其過程類似軟件編程，會用到一些能耗模擬軟件，通過不斷測量、反復調整參數等來實現。
其次，作為一項綜合系統工程恒溫恒濕空調機，節能建筑的發展需要節能產品和設備性能的大幅提升，包括節能門窗、保溫材料、新風熱回收等關鍵部件和設備的開發。但目前我國近零能耗建筑產業鏈產品相對較少，這也是其成本較高的原因之一。“未來通過市場調節，我相信會出現一大批產品，特別是國產化產品。”任軍說。
此外，近零能耗建筑對施工精細化程度要求較高，需要經過專業培訓。“近零能耗建筑在施工技術方面與傳統建筑有很大不同，目前我國近零能耗建筑施工過程中還缺乏合格的施工人員，這需要一個過程。不過，隨著近幾年市場的推動天津恒溫恒濕試驗機，國內已經出現了一些專業的近零能耗建筑施工分包團隊。”他說。
“由于近零能耗建筑在設計、材料、施工工藝等方面的要求都比傳統技術更高，因此其建設成本無疑比傳統建筑更高。”任軍說。
“我們的目標是研發一套既能實現低碳目標、又適合農村情況、能降低建筑成本的建筑技術體系，可以在農村推廣。”
在任軍看來，為了鼓勵更多的人主動選擇近零能耗建筑，除了培育技術和市場化的手段外，大家還需要了解這方面的技術，也需要相關政策的引導和支持。
據了解，建筑建設及運營占我國總碳排放的近40%，控制和降低該領域的能耗與排放對實現減排目標至關重要。為此，我國必須通過提高新建建筑能效、既有建筑節能改造、建筑大規模使用可再生能源、鄉村建筑零能耗等不同情景的組合，在2030年實現建筑領域碳達峰和碳中和。
近年來，我國陸續出臺支持超低能耗建筑建設的相關政策，在“雙碳”目標引領下，各地也在積極制定建筑領域相關節能政策與標準。
任軍認為，“十四五”期間是近零能耗建筑逐步試驗、推廣的階段，2025年到2030年之間應該會得到普及。“也就是說，預計到2030年，我國所有新建建筑可能都是這種‘近零能耗’建筑。”
“我們認為‘零碳住宅’這種節能、舒適、恒溫恒濕的近零能耗建筑值得推廣，未來會有更多的人住上既舒適又節能的高品質住宅。”任軍說，目前他和團隊正在北京、海南、江西等地農村開展近零能耗建筑減排方案研究工業恒溫機，并依托項目探索不同氣候區零碳鄉村建筑模板。
“我們的目標是形成一套既能實現低碳目標、又適合農村實際情況、能降低建筑成本的建筑技術體系，能在農村推廣，降低能源消耗，服務鄉村振興。”任軍說。
記者 姜寧（圖片由受訪者提供）
恒溫恒濕機生產廠家：m.hongbeikj.cn
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