超低能耗住宅政策标准综述研究——论低层产能住宅的发展与机遇

　　引言

　　当前建筑业正在从改革开放初期的全行业粗放式高速发展逐渐发展转变为建筑工业化、全过程产业化以及管理精细化。政府和行业从各个角度出发，逐步推出了一系列政策和方针去引导建筑行业的转型升级，包含了绿色建筑、装配式建筑、百年住宅以及超低能耗建筑等。超低能耗住宅的建设和发展是整个建筑工业化进程中最为重要的类型之一。由于住宅建筑是整个国家各类型建筑能耗占百分比较多的一类，因此节约住宅建筑能耗，提高住宅建筑的性能是当前建筑可持续发展中极其重要的环节。国家层面相继推出了《近零能耗建筑技术标准》，其中包含了对住宅类型的能耗标准要求；省级推出了如《被动式超低能耗绿色建筑技术导则》《江苏省超低能耗居住建筑技术导则》《山东省被动式超低能耗绿色建筑示范工程转向验收技术要点》等，包含了内容中对住宅建筑的能耗标准要求以及直接对住宅建筑建立技术性导则等；市级推出了如《北京市推动超低能耗建筑发展行动计划（2016—2018年）》《上海市建筑节能和绿色建筑示范项目专项扶持办法》等计划和规划，其中也分别对本地住宅建筑相关能耗发展标准提出了政策性要求。相关学者和研究人员也在期刊与学术论文中相继发表其研究成果，超低能耗住宅的发展与全面推广促进了住宅能耗节约行为。随着国家能源战略的进一步部署，电动汽车的大力发展，对于用能和产能相结合的住宅逐渐具备可推广条件。低层产能住宅的研究和发展可以增加新能源利用，平衡电网负荷，积极促进建筑环境的可持续发展。

　　1超低能耗住宅评价标准文件概述

　　1.1国家级超低能耗住宅相关标准研究

　　国家层面多次推出有关超低能耗住宅的相关标准与导则，2015年住房和城乡建设部推出了《被动式超低能耗绿色建筑技术导则（居住建筑）》，该导则直接针对超低能耗住宅建立的一套标准体系，定义了超低能耗绿色建筑的具体特征；该技术导则从超低能耗建筑能耗指标与气密性指标规定，并且从建筑方案设计导向、高性能围护结构、无热桥设计、建筑气密性设计、高效新风回收系统等方面给出技术引导，并建立了验收与评价标准和管理方法。近年来较为有影响力的是2019年推出的《零能耗建筑技术标准》，该技术标准全方面地对超低能耗建筑进行相关技术性规定与定义。大量内容指定了超低能耗住宅相关标准，其中，第4章室内环境参数规定了主要房间室内热湿环境参数、主要房间室内最小新风量与室内最大噪音值；第5章对居住建筑的能效指标基于不同气候带划分进行规定供暖、供冷年耗能，建筑气密性和可再生能源利用率等；第6章对居住建筑非透光维护结构传热系数，外门窗气密性能，外窗热工性能等进行了相关技术规定；第7章技术措施中给出了相关性能化设计方法，规划与建筑方案设计以及有关热桥处理，建筑气密性，供热供冷系统等措施。其他政策性文件，如2017年《国务院“十三五”节能减排综合工作方案》，提出强化建筑节能目标，开展超低能耗及近零能耗建筑建设试点，推广建筑屋顶分布式光伏发电以及给出了相关具体指标要求如强化既有居住建筑节能改造，实施改造面积5亿平方米以上等。

　　2017年住房和城乡建设部《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》中明确了“十三五”时期建筑节能和绿色建筑主要发展指标，以及再深化推进可再生能源建筑应用中提及了太阳能、空气热能、地热能在建筑工程的推广应用的规模化和高质量化要求。2019年2月2日，《住房和城乡建设部办公厅关于开展农村住房建设试点工作的通知》中提及农房现代建造方式、装配式建筑和被动式阳光房等技术要求。

　　国家文件在几年内先后对超低能耗住宅进行了相关的政策规定和技术引导。从被动式建筑的方案设计导向、房屋高性能措施等逐渐转变为被动式结合主动式的对各个室内空间的环境控制、可再生能源利用等。同时，在政策文件中同时给出提高农村住宅的绿色和高性能举措。

　　1.2省市级超低能耗住宅相关标准研究

　　从2016年开始，各省市相继推出了有关超低能耗建筑发展的标准、导则以及行动方案。2016年，省级推出了《湖南省建筑节能与科技及标准化2016年工作要点》《福建省建筑节能和绿色建筑“十三五”专项规划》《湖北2016年全省建筑节能工作意见》、山东省《被动式超低能耗居住建筑节能设计标准》《北京市“十三五”时期民用建筑节能发展规划》《上海市建筑节能和绿色建筑示范项目专项扶持办法》等发展规划与行动办法。其中，《湖南省建筑节能与科技及标准化2016年工作要点》提出了推进居住建筑节能改造，组织实施装配式建筑技术、建筑节能与结构一体化技术等技术的研究和推广等。《福建省建筑节能和绿色建筑“十三五”专项规划》规划了建设绿色住宅小区、绿色保障性住房、村镇太阳能应用等进行工程示范，并对居住建筑的节能改造提出完成目标，同时也对可再生能源利用中提出对地源热泵系统、太阳能光伏系统等应用技术规程，并且大力推广应用地表水地源热泵技术。《湖北2016年全省建筑节能工作意见》支持省内部分地区率先启动被动式超低能耗建筑建设试点，保证气密性以及鼓励多种类型绿化形式结合节能方式，对居住建筑严格执行应用太阳能热水系统。山东省《被动式超低能耗居住建筑节能设计标准》针对建筑围护结构、无热桥设计、气密性设计、遮阳设计进行了相关规定，并给予了供热、冷及一次能源需求计算方法。《北京市“十三五”时期民用建筑节能发展规划》提出了于2020年底建成不少于30万平方米超低能耗建筑示范，培育超低能耗建筑产业链，完成对既有居住建筑节能宜居改造等规划。规划中也提及新建居住强制推广使用太阳能热水系统，同时在新建公共建筑推广建筑一体化光伏系统的应用，并且积极探索适合高标准节能建筑供热方式。《上海市建筑节能和绿色建筑示范项目专项扶持办法》对符合节能改造居住建筑每平米的补贴额度、外窗及外遮阳改造补助额度，以及可再生能源与建筑一体化示范项目补贴的额度，都进行了相关规定。市级推出了《青岛市“十三五”建筑节能与绿色建筑发展规划》《哈尔滨市“十三五”期间开展绿色建筑行动实施方案的通知》《株洲市绿色建筑行动实施方案》等规划与实施方案。其中，《青岛市“十三五”建筑节能与绿色建筑发展规划》提出“十三五”末期，新建居住建筑全面执行75%及以上节能标准，继续开展具有居住建筑的节能改造，加强被动式低能耗建筑技术研究和试点示范，全面推进光伏建筑一体化技术与应用。《哈尔滨市“十三五”期间开展绿色建筑行动实施方案的通知》提出了在“十三五”期间对现有居住建筑节能改造的完成面积指标，积极推动太阳能、浅层地能、生物质能等可再生能源在建筑中的应用，并且加强绿色农房示范，推广节能技术、太阳能利用、秸秆、沼气等生物质能利用等政策。

　　2017年起，相继推出河南省《关于组织申报2017年建筑节能及绿色建筑相关示范储备项目的通知》《山东省被动式超低能耗绿色建筑示范工程专项验收技术要点》、湖北省《2017年全省建筑节能与绿色建筑发展工作意见》等。其中河南省《关于组织申报2017年建筑节能及绿色建筑相关示范储备项目的通知》明确了被动式超低能耗绿色建筑示范项目定义及申请条件，分别将居住建筑节能改造、被动式超低能耗绿色建筑示范项目等列入其中并提供政策支持；《山东省被动式超低能耗绿色建筑示范工程专项验收技术要点》则是在之前推出的《被动式超低能耗居住建筑节能设计标准》基础上规定了超低能耗建筑专项设计、施工及验收技术要点。湖北省《2017年全省建筑节能与绿色建筑发展工作意见》提出开展居住建筑太阳能光伏发电系统并网试点，完善可再生能源应用技术标准体系。

　　2018年江苏省推出《江苏省住建厅关于组织申报2018年度省级节能减排（建筑节能和建筑产业现代化）奖补资金项目的通知》、河北省推出《被动式超低能耗居住建筑节能设计标准》、青海发布实施《被动式低能耗建筑技术导则（居住建筑）》，青岛市城乡建设委员会等六部门印发《青岛市推进超低能耗建筑发展的实施意见》。其中河北省颁布的《被动式超低能耗居住建筑节能设计标准》针对被动式超低能耗居住建筑进行相关定义，也包含了一次能源消耗计算方法，建筑设计、暖通供暖及照明设计等方法。青海发布实施《被动式低能耗建筑技术导则（居住建筑）》发布了针对居住建筑的超低能耗建筑技术标准，依然从设计、施工与质量管理、验收与评价到运行管理进行全流程引导和控制，同时在设计阶段提到了太阳能利用设计。《青岛市推进超低能耗建筑发展的实施意见》明确了给予超低能耗商品住宅特殊性补助，如满足要求前提下可提前办理预售许可证等。同时，在评奖时给与优先考虑，以推动超低能耗住宅的发展和落地。

　　2019年江苏省推出了《江苏省超低能耗居住建筑技术导则》（征求意见稿）；黑龙江省推出了推荐性地方标准《被动式低能耗居住建筑设计标准》；上海市住房和城乡建设管理委员会发布关于印发《上海市超低能耗技术导则（试行）》；山东省发布了《山东省绿色建筑促进办法》；广东省发布了《广东省2019年能耗“双控”工作方案》；河北省住房和城乡建设厅发布了《关于印发河北省绿色建筑和超低能耗建筑评价工作要点的通知》；其中，《江苏省超低能耗居住建筑技术导则》是直接针对超低能耗住宅推出的引导性标准文件，给出了超低能耗居住建筑的定义，从设计、施工、检测验收和运行管理实现了建筑全流程的引导，具体提出了建筑形体系数、围护结构热工性能指标、机电设备设计标准、可再生能源利用、关键部位施工以及气密性和关键系统的检测方法。黑龙江省《被动式低能耗居住建筑设计标准》对超低能耗住宅室内外空气计算参数，热工设计，采暖、制冷和房屋总一次能源计算，通风和空调系统设计，关键材料和产品性能以及施工运行管理等做出了明确的规定。《上海市超低能耗技术导则（试行）》明确了对住宅室内环境指标，住宅能耗指标、建筑气密性指标等要求；在可再生能源利用方面对住宅提出了太阳能热水不低于50%的数值要求；同时该导则提出了细致的气候相应设计并针对上海梅雨季节的气候特征进行防潮设计规定。《山东省绿色建筑促进办法》提出居住建筑采用地热能、太阳能等可再生能源采暖、制冷、供应热水的，其用电按照国家和省有关规定享受优惠政策。《广东省2019年能耗“双控”工作方案》在建筑节能方面提出加快具有岭南特色的超低能耗建筑示范，并建设3～5个有岭南特色的低能耗建筑项目。河北省《关于印发河北省绿色建筑和超低能耗建筑评价工作要点的通知》提出了绿色建筑关键性指标，其中节能与能源利用方面对良好通风、围护结构热工性能、暖通空调冷热源、电器设备、可再生能源都提供了详细的利用比例和参考做法。

　　1.3企业级超低能耗住宅相关标准研究

　　北京住总集团责任有限公司于2016年发布了《被动式超低能耗绿色建筑节能工程施工技术规程》，该规程目前发布的代表性企业级超低能耗绿色建筑标准，专门用于企业集团及其下属公司的被动式超低能耗绿色建筑节能工程的施工。其中包含了外门窗安装、地面保温施工、外墙外保温、屋面保温、新风系统安装、气密性措施等工法，对超低能耗住宅建筑性能保证方面进行相关控制和引导。当前各建筑企业都纷纷加入超低能耗建筑的研究与应用，如南通三建集团有限公司等，都在相继推进和落实超低能耗建筑相关性标准，对今后集团建设运营超低能能耗建筑有关项目进行指引与把控。

　　2低层产能住宅的发展

　　2.1低层产能住宅的发展需求和研究现状

　　近年来，我国大力发展高层住宅建筑，无论在城区还是城郊地区，随处可见林立的百米高住宅大楼。高层建筑具有高密度、难以维修、防灾能力差等天然的缺点，在使用寿命终端又面临着巨大的拆除成本，造成资源的浪费和能源的消耗。而高密度低层住宅可基于大跨度结构设计形成无柱大空间的设计方法，满足空间的可变性需求。低层住宅加上可再生能源的利用，可以形成低层产能住宅，低层产能住宅随着经济发展可以在未来更适应人们生活生产的需求。产能房屋不仅需要高性能的外围护结构、高效的保温隔热措施和能源设备系统，还需要提高太阳能的利用效率，实现产能的目标。

　　当前底层产能住宅处于大量的研究竞赛项目中，其中最有影响力的是国际太阳能十项全能竞赛（Solar Decathlon，SD）。该竞赛为美国能源部发起并主办的，以全球高校为参赛单位的太阳能建筑科技竞赛。最近赛事为在太阳能德州小镇主会场举办的“2018中国国际太阳能十项全能竞赛”。全球8个国家和地区、34所高校组成的19支赛队在该场地集中展示先进的设计理念和建筑技术，从不同设计角度诠释了未来产能低层住宅的研究模型。其中，由东南大学和德国布伦瑞克工业大学联合赛队设计建造的C-House采用了光伏建筑一体化设计，为住宅产能提供了一个极具参考意义的标本案例。C-House可以根据建筑负荷特点对能量使用方式进行了优化和智能控制，进一步完善了节能与产能之间的平衡，峰值负荷也得以调控，实现了基于建筑的智慧化产能和用能。顶面采用了高效单晶硅太阳能电池组件，东西两侧立面采用薄膜太阳能电池组件。所以C-House同时保证了在强光照条件及弱光和不利光照条件下的发电能力。

　　2.2低层产能住宅的发展前景

　　低层产能住宅首先可以符合当前城乡一体化发展需求，在经济发达的广大城郊乡村地区可以率先推广和使用。低层住宅首先更符合未来人们的居住模式和生活需求，提高居住品质和生活环境。其次，随着电动汽车行业推进和发展，未来电动汽车将逐渐取代当前的燃油车，成为最主要的汽车类型。因此在住户搭配充电桩的模式将会不断推广和普及。当大量住户同时使用充电桩期间，会大大增加电网的荷载，造成用电紧张。低层产能住宅则是利用如太阳能等可再生能源，在平时使用期间自动产能并储藏能源，在电动车充电使用期间，释放这部分产能，减少对电网的负荷。随着智慧城市、智慧社区以及智慧建筑的布局与建设，未来建筑产能和用能可以通过智慧互联平台进行调控和分配使用，以提高产能的转化效率。

　　结语

　　超低能耗建筑在最近几年中吸引了众多国内外学者以及相关从业者的关注和研究。中国相继通过政策性文件和相关标准导则的颁布，对超低能能耗住宅建筑进行了相关规定和引导措施。主要包含：（1）现有居住建筑节能改造；（2）超低能耗住宅项目示范；（3）超低能耗住宅项目财政补助；（4）超低能耗住宅新型技术应用；（5）超低能耗建筑性能评价参数；（6）超低能耗建筑技术规程。

　　国家性政策从2015颁布被动式超低能耗建筑标准到2019年颁布零能耗建筑标准，体现了其从发展被动式方式逐渐转变为主动和被动相结合的政策性引导趋势。从近年来各省市所颁布的政策文件来看，有集中针对超低能能耗居住建筑进行的导则性文件，但多数集中在被动式层面，其中对主动式的运用多在强调太阳能热水利用。超低能耗住宅建筑在主动结合被动方向上进行研究和发展的政策性文件相对缺少。

　　随着国家新能源的战略布局需求，低层产能住宅将成为新一轮智慧城市发展中不可或缺的建筑类型。通过当前的研究与竞赛，已经获得了相关低层产能住宅的实践基础和研究样本，为推动该建筑类型在实际项目中的运用起到了示范效果。

　　超低能耗产能低层住宅将会成为一种智慧建筑类型，可采用建筑光伏一体化等高效率的新能源利用方法进行产能和储能。同时，该建筑类型可以推动电动汽车在城乡地区的发展，为各家汽车充电提供可靠的能量来源，减轻供电系统负荷。超低能耗住宅是当前国家节能减排绿色发展的重要建筑类型，低层产能住宅的模式符合未来智慧城市部署，可以进一步推进建筑环境与能源的可持续发展。