建筑技術(shù)丨河北省被動(dòng)式超低能耗建筑的發(fā)展模式和發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，隨著我國(guó)建筑行業(yè)向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型，建筑節(jié)能率也在逐漸提高，向超低能耗建筑甚至近零能耗建筑發(fā)展的趨勢(shì)愈加明顯。超低能耗建筑不僅可降低能耗，還可提供健康舒適的室內(nèi)環(huán)境，開(kāi)發(fā)建設(shè)被動(dòng)式超低能耗建筑迅速成為發(fā)展綠色建筑的重要道路。自20世紀(jì)90年代被動(dòng)式超低能耗建筑在德國(guó)興起后，已迅速地在我國(guó)乃至世界各地發(fā)展起來(lái)。2009年我國(guó)將其引進(jìn)并成功落地于河北省，從秦皇島在水一方工程到石家莊中德被動(dòng)式超低能耗建筑，無(wú)論居住建筑還是公共建筑均為我國(guó)首例。為積極深入實(shí)施并貫徹落實(shí)“綠水青山就是金山銀山”新時(shí)代綠色發(fā)展的戰(zhàn)略思路，河北省在建筑節(jié)能、被動(dòng)式超低能耗建筑等實(shí)踐中成績(jī)斐然，從兩個(gè)示范項(xiàng)目的建成、首部被動(dòng)式低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)的頒布到將被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展納入條例的地方法規(guī)實(shí)施，2010年至2020年河北省被動(dòng)式超低能耗建筑經(jīng)歷了認(rèn)識(shí)到普及，從示范項(xiàng)目到大規(guī)模發(fā)展，從零標(biāo)準(zhǔn)到系列標(biāo)準(zhǔn)制定制的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了從政策文件、標(biāo)準(zhǔn)制定、項(xiàng)目發(fā)展、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展、行業(yè)監(jiān)管到項(xiàng)目落地的全方位發(fā)展，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。1、河北省被動(dòng)式超低能耗建筑的發(fā)展現(xiàn)狀1.1政策文件經(jīng)過(guò)近十年的努力與發(fā)展，被動(dòng)式超低能耗建筑的市場(chǎng)認(rèn)可程度越來(lái)越高，特別是河北省政府2020年開(kāi)年就制定了相關(guān)政策，從建筑設(shè)計(jì)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定、施工建造、產(chǎn)業(yè)跟進(jìn)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等方面入手，要求到2025年底前各級(jí)地方政府要加大政策力度，把河北省被動(dòng)式超低能耗建材產(chǎn)業(yè)推向高速、優(yōu)質(zhì)的發(fā)展。截至2020年11月，河北省及各地政府頒布了43項(xiàng)被動(dòng)式超低能耗建筑政策，其中省級(jí)層面的有16項(xiàng)，各地市級(jí)層面的有27項(xiàng)。這一政策體現(xiàn)在數(shù)量上，從2015年至2017年，河北省共發(fā)布了9項(xiàng)政策，占現(xiàn)有政策比例的21%；截至2020年11月30日，河北省共發(fā)布了20項(xiàng)政策，占總數(shù)的47%（圖1）。從地域上看，在已發(fā)布的政策文件中，被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展仍稍有不均衡，表現(xiàn)較為明顯的是，作為省會(huì)城市的石家莊市發(fā)布的政策，在被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展過(guò)程中最多的，共計(jì)10項(xiàng)，占河北省政策的23%，而廊坊市和秦皇島市還未發(fā)布相關(guān)政策（圖2）。圖1河北省政策發(fā)布逐年情況統(tǒng)計(jì)圖2河北省各地市政策統(tǒng)計(jì)情況除數(shù)量增加外，政策文件也逐漸從鼓勵(lì)政策轉(zhuǎn)向強(qiáng)制執(zhí)行。9項(xiàng)政策中僅1項(xiàng)有較高執(zhí)行性。2018年有4個(gè)城市出臺(tái)補(bǔ)貼政策。2019年至2020年9地市出臺(tái)強(qiáng)制性執(zhí)行政策，卻仍需配套一些激勵(lì)措施，從用地支持、容積率獎(jiǎng)勵(lì)、優(yōu)化辦事流程、熱費(fèi)減免和財(cái)政補(bǔ)貼等十余項(xiàng)具體措施來(lái)推動(dòng)被動(dòng)式超低能耗建筑的發(fā)展。1.2標(biāo)準(zhǔn)制定河北省被動(dòng)式超低能耗建筑自2010年起步，到目前為止已走在全國(guó)前列，這一成績(jī)不僅應(yīng)歸功于相關(guān)部門出臺(tái)的一系列扶持政策，還應(yīng)歸功于大量標(biāo)準(zhǔn)的制定和不斷完善。2015年前河北省的被動(dòng)式超低能耗建筑建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)均參考德國(guó)被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)，考慮到地域差異，2015年由住建部牽頭，河北省發(fā)布了國(guó)內(nèi)首個(gè)被動(dòng)式低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)。由于國(guó)家示范建設(shè)工程的順利落地，設(shè)計(jì)和施工人員在實(shí)踐中積累了許多理論知識(shí)和操作經(jīng)驗(yàn)，2017年正式發(fā)布了《被動(dòng)式低能耗建筑施工及驗(yàn)收規(guī)程》，為指導(dǎo)被動(dòng)式低能耗建筑的建設(shè)提供了依據(jù)。隨著設(shè)計(jì)人員能力的不斷提高，又對(duì)2015版的《超低能耗居住建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》全文進(jìn)行了一系列的更新修改和完善擴(kuò)補(bǔ)充。到2018年，為彌補(bǔ)我國(guó)超低能耗公共建筑標(biāo)準(zhǔn)的空白，河北省提出了相對(duì)建筑節(jié)能率的評(píng)判方法，發(fā)布了《被動(dòng)式超低能耗公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》。為準(zhǔn)確檢測(cè)河北省被動(dòng)式超低能耗建筑是否完全滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，需對(duì)其進(jìn)行專項(xiàng)檢測(cè)和認(rèn)定，2019年接連頒布了《被動(dòng)式超低能耗節(jié)能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》和《被動(dòng)式超低能耗建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，這兩部地方標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)頒布，對(duì)我省被動(dòng)式超低能耗建筑的檢測(cè)驗(yàn)收和評(píng)價(jià)認(rèn)定工作開(kāi)展提供了重要依據(jù)。上述標(biāo)準(zhǔn)從規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建造、驗(yàn)收檢測(cè)、運(yùn)行評(píng)價(jià)等方面全面覆蓋單體建筑、室外環(huán)境、部品材料、暖通設(shè)備等，可對(duì)被動(dòng)式超低能耗建筑提供全過(guò)程的技術(shù)支撐。1.3項(xiàng)目發(fā)展從2013年開(kāi)始，河北省通過(guò)政策導(dǎo)向的加強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建、資金支持力度的加大、堅(jiān)持示范引領(lǐng)等措施大力推進(jìn)被動(dòng)式超低能耗建筑的發(fā)展。通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，到2020年11月全省超低能耗建筑項(xiàng)目累計(jì)112個(gè)，建筑面積已達(dá)473.97萬(wàn)㎡。其中規(guī)劃在建項(xiàng)目有83個(gè)，建筑面積約415.27萬(wàn)㎡；竣工項(xiàng)目有29個(gè)，建筑面積約58.70萬(wàn)㎡；在建和施工完成的被動(dòng)式超低能耗的建筑規(guī)模均列全國(guó)第一。在區(qū)域分布方面，這些項(xiàng)目中40%位于石家莊，且主要為居住建筑，建設(shè)項(xiàng)目的個(gè)數(shù)為45個(gè)，建設(shè)面積為300.17萬(wàn)㎡，居全省之首（圖3、圖4）。但是，被動(dòng)式超低能耗建筑的推廣仍主要集中在省會(huì)城市，而較小的城市發(fā)展仍較慢，甚至有些地市被動(dòng)式超低能耗建筑的建設(shè)數(shù)量為零。圖3被動(dòng)式超低能耗建筑數(shù)量占比分布情況圖4被動(dòng)式超低能耗建筑面積占比分布情況從建筑類型看，有住宅、辦公、教育、展館、酒店等多種類型，其中絕大部分項(xiàng)目為住宅建筑，但學(xué)校和辦公類的建筑卻更適合做成被動(dòng)式超低能耗建筑（圖5），同時(shí)醫(yī)院類的項(xiàng)目也仍處于探索階段，其原因是醫(yī)院類建筑對(duì)通風(fēng)量的要求極高。從建設(shè)進(jìn)度看，2018年前的項(xiàng)目總竣工面積為27.52萬(wàn)㎡，占項(xiàng)目總量的5.8%。而從2019年開(kāi)始每年竣工項(xiàng)目大幅增加，2021年項(xiàng)目開(kāi)始呈指數(shù)型增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2021年度竣工的項(xiàng)目將達(dá)到21萬(wàn)㎡，占總量的44%（圖6）。2021—2022年將是該類型建筑大量竣工的時(shí)期，既是對(duì)被動(dòng)超低能耗建筑性能的社會(huì)性考驗(yàn)，也是提高其市場(chǎng)認(rèn)知度的機(jī)會(huì)。圖5被動(dòng)式超低能耗建筑建筑類型占比分布情況圖6被動(dòng)式超低能耗建筑項(xiàng)目竣工逐年分布情況1.4產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展作為目前最先進(jìn)的節(jié)能建筑，被動(dòng)式超低能耗建筑將會(huì)直接帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的發(fā)展，其產(chǎn)業(yè)鏈主要涵蓋了方案設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)編制、材料的生產(chǎn)研發(fā)、檢測(cè)驗(yàn)收及運(yùn)營(yíng)管理等多個(gè)環(huán)節(jié)。具體而言，其整個(gè)的生產(chǎn)和建造流程大致可細(xì)分成4個(gè)主要的環(huán)節(jié)：一是成熟的技術(shù)咨詢服務(wù)產(chǎn)業(yè)；二是模塊化的建材部品生產(chǎn)企業(yè)；三是精細(xì)化施工的服務(wù)產(chǎn)業(yè)；四是智能化運(yùn)營(yíng)管理的行業(yè)（圖7）。圖7被動(dòng)式超低能耗建筑產(chǎn)業(yè)鏈上述產(chǎn)業(yè)鏈中，方案設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)制定、材料生產(chǎn)研發(fā)及檢測(cè)驗(yàn)收均直接涉及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，屬整個(gè)產(chǎn)業(yè)內(nèi)附加值較高的環(huán)節(jié)。要求在能源的精準(zhǔn)規(guī)劃、施工管理、竣工驗(yàn)收、運(yùn)營(yíng)管理等綜合機(jī)制體系的構(gòu)建上具備全局意義的認(rèn)識(shí)，同時(shí)還需考驗(yàn)省內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的系統(tǒng)成熟程度與科技的創(chuàng)新能力。被動(dòng)式超低能耗建筑產(chǎn)業(yè)鏈的形成與發(fā)展高度契合了新時(shí)期建筑企業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的理念，進(jìn)一步促使建筑節(jié)能、被動(dòng)式超低能耗建筑的發(fā)展，不僅可促進(jìn)河北省節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，還可帶動(dòng)建材產(chǎn)業(yè)升級(jí)。目前，生產(chǎn)此類建筑的企業(yè)數(shù)量在不斷增多，相關(guān)節(jié)能產(chǎn)品的研發(fā)重點(diǎn)和主要關(guān)注服務(wù)對(duì)象也在日益擴(kuò)大。截至2019年底，河北省被動(dòng)式超低能耗建筑全產(chǎn)業(yè)鏈的總價(jià)值約2?150億元，其中石家莊、保定、滄州、唐山、廊坊等地區(qū)已形成系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)集群，尤其表現(xiàn)在節(jié)能門窗、保溫材料、新型建筑墻體、防水材料等產(chǎn)品領(lǐng)域。一大批行業(yè)龍頭企業(yè)的快速增長(zhǎng)，為推動(dòng)河北省向高質(zhì)量、低能耗建筑領(lǐng)域發(fā)展打下了良好基礎(chǔ)。經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，在河北省，與被動(dòng)式超低能耗建筑密切相關(guān)的產(chǎn)業(yè)集群共有30個(gè)，其中位于石家莊的建筑技術(shù)咨詢服務(wù)企業(yè)、高碑店集成系統(tǒng)技術(shù)及各地區(qū)的建筑構(gòu)件材料等已具備了相當(dāng)?shù)男袠I(yè)基礎(chǔ)，同時(shí)還涌現(xiàn)出一些規(guī)模較大、技術(shù)領(lǐng)先的龍頭企業(yè)。2、被動(dòng)式超低能耗建筑的發(fā)展趨勢(shì)2.1規(guī)?；l(fā)展目前，河北省被動(dòng)式超低能耗建筑已從最初起步的小規(guī)模示范工程逐漸向集中或連片的大規(guī)模建設(shè)方向發(fā)展，2018年前，河北省被動(dòng)式超低能耗建筑的規(guī)?；緸閱误w建筑或配套的建筑，建筑面積基本在2萬(wàn)㎡以內(nèi)；2018年后，保定、石家莊、秦皇島等地均出現(xiàn)了10萬(wàn)㎡以上的被動(dòng)式超低能耗建筑社區(qū)?？梢?jiàn)政策的驅(qū)動(dòng)、認(rèn)識(shí)程度的轉(zhuǎn)變都會(huì)帶來(lái)被動(dòng)式超低能耗建筑的大規(guī)模化發(fā)展，當(dāng)前全球范圍內(nèi)最具影響力的項(xiàng)目當(dāng)屬高碑店列車新城項(xiàng)目，未來(lái)建設(shè)規(guī)模將達(dá)到120萬(wàn)㎡。由于被動(dòng)式超低能耗建筑的發(fā)展能有效節(jié)約資源、降低能源需求并改善環(huán)境，河北省人民政府高度重視其發(fā)展，多次做出研究部署和相關(guān)工作，著力于打造河北省綠色建筑低碳發(fā)展的新支柱產(chǎn)業(yè)。2020年7月，要求至2025年河北省規(guī)?；⒐ず屯度虢ㄔO(shè)的被動(dòng)式超低能耗建筑面積達(dá)到1?340萬(wàn)m2以上，其中石家莊、保定、唐山等地是規(guī)?；l(fā)展被動(dòng)式超低能耗建筑的重點(diǎn)地市，同時(shí)政策還明確指出要對(duì)重點(diǎn)項(xiàng)目提供專項(xiàng)資金扶持。2.2能源模式的改變目前被動(dòng)式超低能耗建筑已成為建筑工程行業(yè)進(jìn)步和發(fā)展的新時(shí)代產(chǎn)物，是具有較高節(jié)能率的建筑，也是當(dāng)今我國(guó)建筑節(jié)能發(fā)展的方向及對(duì)現(xiàn)有建筑節(jié)能規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的重要補(bǔ)充。為全面推廣和提升建筑節(jié)能所需的技術(shù)和新材料，作為實(shí)施建筑節(jié)能的中長(zhǎng)期戰(zhàn)略目標(biāo)，規(guī)?；l(fā)展被動(dòng)式超低能耗建筑是推進(jìn)建筑節(jié)能行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，它不僅改變了建筑對(duì)傳統(tǒng)能源的認(rèn)識(shí)和依賴，還改變了居住地區(qū)的室內(nèi)環(huán)境。被動(dòng)式超低能耗建筑徹底擺脫了傳統(tǒng)建筑對(duì)化石能源的依賴，以自身良好的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)為基礎(chǔ)，且可集成和應(yīng)用位于不同空間的可再生能源（如光電、光熱、地?zé)岷涂諝饽艿龋?，將低品位的能源直接進(jìn)行供冷供熱或預(yù)冷/預(yù)熱，可大幅度緩解能源緊張，而大幅降低能耗必然會(huì)減少溫室氣體的排放。被動(dòng)式超低能耗建筑也將改變傳統(tǒng)能源的形式，轉(zhuǎn)為探索一種新興的能源模式，被動(dòng)式超低能耗建筑是目前河北省建筑節(jié)能應(yīng)用和研發(fā)的重點(diǎn)領(lǐng)域，我省將重點(diǎn)關(guān)注其能源形式的轉(zhuǎn)變及選擇。2.3以“碳中和”為核心的城市建設(shè)目前，“碳中和”概念已在全球氣候變暖的時(shí)代背景下孕育出來(lái)，我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳中和”，從排放端必須考慮工業(yè)和電力的能源效率和可再生能源的使用；另一方面，又要通過(guò)森林、海洋等碳匯進(jìn)行自然吸收，還需要有一定量的人工碳匯來(lái)進(jìn)行支撐。建筑領(lǐng)域的變化直接關(guān)系到我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展步伐，在碳排放嚴(yán)重的大背景下，作為未來(lái)“2025—2035—2050”的節(jié)能發(fā)展目標(biāo)，被動(dòng)式超低能耗建筑正逐步形成為行業(yè)共識(shí)，這種建筑技術(shù)可使建筑物低能耗變成可能；也使依靠較低品位的可再生能源實(shí)現(xiàn)地區(qū)性的能源產(chǎn)儲(chǔ)消平衡脫離化石能源的依賴成為可能，從而實(shí)現(xiàn)真正區(qū)域性碳中和與城市能源的轉(zhuǎn)型。推動(dòng)被動(dòng)式超低能耗建筑的建設(shè)，可使建筑業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和，而要在整個(gè)生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)建筑脫碳，還需要進(jìn)行徹底改革。作為能源轉(zhuǎn)型和城市建設(shè)的載體，被動(dòng)式超低能耗建筑是一個(gè)一體化、整體性發(fā)展的過(guò)程。在未來(lái)的十年中，河北省要引領(lǐng)這場(chǎng)根本性變革，應(yīng)全面發(fā)揮被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展的價(jià)值體現(xiàn)。從戰(zhàn)略決策上，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到被動(dòng)式超低能耗建筑和碳中和城市建設(shè)巨大的能源和資源意義，還應(yīng)制定具體的“碳中和”時(shí)間表和路線圖，為我國(guó)的“碳中和”承諾提供保障。需要制定更開(kāi)放的政策框架條件，大幅度修改行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)碳中和，城市建設(shè)建筑行業(yè)幾乎所有的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范都需要整合節(jié)能減排的相關(guān)要求。在政策法規(guī)的制度保障方面，應(yīng)認(rèn)識(shí)到被動(dòng)式超低能耗建筑和碳中和城市建設(shè)將引導(dǎo)建筑行業(yè)進(jìn)入長(zhǎng)期獲利經(jīng)營(yíng)模式，應(yīng)全面、明確地出臺(tái)促進(jìn)相關(guān)政策法規(guī)及其他相關(guān)的經(jīng)濟(jì)、財(cái)政、金融和自愿標(biāo)識(shí)政策（特別是綠色金融政策），提高開(kāi)發(fā)商、設(shè)計(jì)單位、承包商及用戶等各方的認(rèn)識(shí)和相關(guān)能力。

在技術(shù)應(yīng)用力度方面，應(yīng)認(rèn)識(shí)到打破專業(yè)、行業(yè)間的技術(shù)壁壘，充分利用建筑本體及場(chǎng)地等自身?xiàng)l件進(jìn)行設(shè)計(jì)，再輔以可再生能源、自然采光、自然通風(fēng)等一些被動(dòng)措施；在設(shè)計(jì)和施工階段，應(yīng)協(xié)調(diào)全專業(yè)共同參與，以優(yōu)化設(shè)計(jì)、方便施工，并充分從技術(shù)角度出發(fā)利用太陽(yáng)能光伏、太陽(yáng)能熱水及蓄冷熱等被動(dòng)技術(shù)，在最大程度上實(shí)現(xiàn)減少能耗、優(yōu)化室內(nèi)外建筑環(huán)境的目的。不僅如此，還要加大技術(shù)資金的投入，借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家建筑節(jié)能的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)；在引進(jìn)技術(shù)的同時(shí)制定適合河北省省情的技術(shù)，這是一個(gè)挑戰(zhàn)，需要有更多的創(chuàng)新。3、結(jié)束語(yǔ)當(dāng)前被動(dòng)式超低能耗建筑已成為建筑節(jié)能發(fā)展的必然趨勢(shì)，逐步邁向近零能耗甚至正能量也是河北省建筑節(jié)能工作的主要目標(biāo)和方向。