“零碳”住宅畅想未来建筑 零能耗建筑技术的发展

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说它普通，是因为其外表和一般的住宅没啥两样。说它不普通，是因为“综合利用太阳能光伏组件阵列，市电和备用沼气发电、垃圾发电的侧并网混合供电系统。电量可满足一般家庭生活所需的照明、做饭、取暖等，生活垃圾也能直接用来生产沼气。一个普通的三口之家依照这种模式过日子，一年可节省水电、采暖费用近一万元”。周奇迪说起“自家”的住宅流露出几分自豪。
这处以太阳能、生物能、地表能为能源的“零能耗 零排放 自循环”住宅是董事长周奇迪的“心血”，也是北京奇迪惠民科技投资有限公司开发设计的新型节能建筑。“说它‘零能耗、零排放’并不是不耗能、不排放，而是指建筑在实现低能耗的基础上补充太阳能、风能和地表能等可再生资源，达到节约或者不用传统化石能源的目的。‘零排放’则是在大大降低其自身排放二氧化碳等温室气体基础上，产生更多的可再生能源，从而实现对外界环境的二氧化碳零排放。”周奇迪说。
3月24日，这处 “零能耗 零排放 自循环生态住宅”通过了由发改委、住建部、中国可再生能源学会等单位专家组成的专家组评审验收。
能源哪里来
太阳能发电满足每天电能需求70%
周奇迪告诉记者，这样一套住宅占地大约90平方米，屋顶上安装的4.6kW光伏组件在光照充足的情况下，每天约产生14千瓦时的电能。
仔细观察，记者发现“零能耗 零排放 自循环”住宅处处都是“机关”。首先，记者看到自循环生态住宅弧面瓦、墙体、弧面采光墙等部分由多种形式的太阳能电池组件组成。“太阳能电源供应系统满足生态住宅建筑每天电能需求70%，不足部分通过沼气发电或垃圾发电补充，在连续阴天时，也可以通过沼气发电、垃圾发电或电网供电予以补充。”周奇迪说。
沼气既可以处理生活垃圾又解决生活燃气并补充住宅电力
走进住宅，记者看到厨房和室外分别装有粉碎装置。助理总裁陈杭告诉记者：“自循环生态住宅的新型沼气技术已相当成熟。除了你们看见的，还有看不见的，沼气发酵系统就埋在住宅外的地下。”
在这套系统下，整个住宅区域所产生的生物质垃圾，包括厨房内的菜叶、饭菜渣、贝壳、瓜皮果壳等，以及从建筑周围修剪下来的花草植被等生物有机质废弃物，经过粉碎装置处理后，带入管道加入到生物质能沼气发生系统中，生产沼气用以厨房燃气，以通过发电系统发电，补充住宅对电力的需求。
地源热泵空调利用让房间冬暖夏凉
空调、暖气是耗能较多的一块。而在这个自循环生态住宅内，利用地源热泵空调就可以免费实现房间的冬暖夏凉。
工程师马强说：“大地土壤提供了一个很好的免费能量贮存源泉，实现了能量的季节转换。”
他进一步解释说，地源热泵空调系统是把热交换器埋于地下，通过水在由高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动，从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。夏季通过热泵将房间内的热量转移到地下，对房间进行降温，同时储存能量。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间，对房间供暖，同时储存冷量，以备夏用。整个过程只消耗少量电能。
马强介绍，除了上面提到的太阳能、沼气、地源热泵空调等节能环保技术，这处住宅还使用现代施工工艺，提高施工效率和材料的复用程度，减少废弃物和垃圾。“建造过程低耗能、全环保，建造劳动强度减小80%，建造时间缩短65%以上，建筑垃圾排放量减少88%以上，建筑材料可回收利用率在89%以上。”
能源节约两笔账
节能减排一笔大账
这样一座全部电力供应均来自太阳能、沼气能和生物质能三大绿色能源的住宅，能够节约多少能源？
周奇迪从国家的角度，给记者算了一笔大账：按照200住户2万平米的生态集成住宅社区来算，实施太阳能、地表能和生物质能循环利用后，能源100%自给自足。相当于每年节省煤炭1188吨，减排3196吨二氧化碳，减排二氧化硫10098公斤，减排氮氧化物8791公斤。
目前，我国的建筑能源结构主要以煤为主，由此造成的环境问题已相当突出。数据显示，建筑能耗的温室气体已占我国温室气体排放的25%。我国北方城市冬季由于燃煤导致空气污染指数是“世界卫生组织”推荐的最高标准的2—5倍。推进我国建筑节能工作的发展，已经不仅仅是一个社会问题，而且是关系到我国温室气体减排，减少环境污染的重大工程。
如果在全国农村大面积推广“零能耗 零排放 自循环”住宅，对减少我国温室气体排放量将会是一个令人吃惊的数字。以“零能耗、零排放、自循环生态住宅”理念为引导，进行新型农村和城镇住宅规划，创造全新节能模式、低碳安居模式，改善生活环境，提高大众生活质量，为落实生态文明建设、可持续发展、构建和谐社会及新农村建设做出贡献，意义重大。
家庭支出一笔小账
周奇迪以一个普通三口之家，居住100平米的房屋为例，给记者算了一笔小账：在目前家用水6元一吨、家用电0.48元一度的情况下，居住普通房屋，每月用电500度，一年电费是2880元，每月用水10吨，一年水费720元，每月燃气20立方，一年燃气费309元，一年制冷、取暖费用6000元，合计9909元；居住“零能耗 零排放 自循环”住宅，每年用电自给自足，燃气可以由沼气自给自足，制冷取暖可以是太阳能加地表能。只有水这一项，需要支出。每月用水3吨，一年水费216元。这样算下来，生态节能房屋一年的支出比普通住宅节省9693元。
专家观点
具有创新性 适用性 先进性 可行性
彭继民（国家发改委宏观经济研究院研究员）：该项目技术路线可行，项目建设具有必要性和示范效应。项目建设的目的宗旨符合国家“十二五”规划纲要；符合国家发展新能源、节能减排、资源综合利用、循环经济和低碳经济发展的大政方针。选择的太阳能、光伏造电、沼气技术具先进性和适用性，达到了成熟程度。样板项目有说服力，收集的技术资料完整，选择的建筑材料、设备符合节能减排环境保护要求，原料来源有保障，公司具备了技术集成能力、可持续发展和推广应用的潜力。
梁小青（住建部住宅产业化促进中心副主任）：该项目充分利用了可再生能源、废物利用等技术在农村住宅建设的尝试，其机制具有创新性、技术的选用具有适用性、先进性、可行性。符合国家“十二五”规划纲要提出的转变发展方式的政策要求，符合国家节能低碳经济发展的要求，符合住宅可持续发展的要求，具有经济效益、环境效益、社会效益。可以在农村住宅建设上推广。
何涛（中国可再生能源学会热利用专业委员会秘书长）：该项目选择了太阳能光热、光伏、沼气等成熟单项技术进行了建筑应用，具有一定的先进性和适用性；本项目将上述成熟单项技术集成应用于农村住宅中，综合考虑，统筹设计，具有技术创新性；本项目单方造价在3500元/㎡左右，相较于项目所在地的经济发展水平，技术经济性较好；可再生能源建筑应用是节能惠民的民心工程，但与常规能源应用相比，将产生一定量的增量投资，需一方面由技术单位降低造价，另一方面由政府予以资金和政策上的支持。希望项目承担单位进一步优化、细化完善技术方案，形成产业化能力，并大力推广。
延伸阅读
零能耗建筑已经成绿色建筑设计的神殿
一份来自美国著名研究机构——派克研究公司的报告指出，尽管目前零能耗建筑还很少，但这个概念已经成为建筑行业的“圣典”，并将推动相应法规的发展，有可能自2016年开始实施。报告还分析指出，到2035年，全球从使用绿色技术节能的建筑中获得的收益将接近1.3万亿美元。
机构分析师Eric Bloom指出，最近几年，随着LEED（一种评价绿色建筑的工具）以及其他绿色建筑认证获得全球范围内的认可和普及，零能耗建筑已经成为绿色建筑设计的神殿。零能耗建筑设计对于很多地区的很多建筑类型是可行的。
目前，零能耗建筑技术市场产值为2.25亿美元，到2035年，该市场将增长至1.3万亿美元。报告最后指出，尽管目前的零能耗市场仍处于缓慢增长期，但今后20年，行业将发生重大变革。相关新的建筑标准都在起草之中，毫无疑问，他们将推动零能耗建筑技术的投资发展。