“近零能耗建筑”的跨越发展对宅配机电产业的意义

　　《国家科学进展》（National Science Open, NSO）是由中国科学院主管，中国科技出版传媒股份有限公司主办的自然科学综合性英文期刊。近期，该期刊在线发表了中国建筑科学研究院有限公司于震、高彩凤、杨佳鑫、吴剑林与张欢发表的综述文章《中国近零能耗建筑研究与发展综述》（Overview of Research and Development of Nearly Zero Energy Buildings in China）[1]。该综述归纳了我国近零能耗建筑(NZEB)发展十余年来关键技术研究进展、标准研编、政策发展、工程实施现状和产业发展状况，并对行业未来发展进行了展望。文章收录于NSO“低碳建筑能源系统”专题（Special Topic: Energy Systems of Low Carbon Buildings）。

　　建筑行业在全球能源消耗和碳排放中扮演重要角色。根据国际能源署数据，2019年，我国建筑运行阶段产生的碳排放约为21亿tCO₂，约占全国碳排放总量的20%，随着我国社会经济的发展，建筑碳排放总量和占比均存在较大的增长压力。“近零能耗建筑”是作为我国建筑节能发展历程中的一个跨越式发展节点出现的，在国家“2030碳达峰”和“2060碳中和”的新形势下，发展近零能耗建筑，是助力我国建筑领域实现“双碳”目标的有效举措，也是我国建筑节能工作与世界接轨重要体现。

　　01、中国近零能耗建筑产业发展

　　近零能耗建筑对建筑保温隔热、门窗、气密性及冷热源效率均有较高要求，在标准的引领下，近零能耗建筑适用的高性能建筑部品、保温材料、门窗产品、建筑气密性材料、防水材料、高能效冷热源与新风系统等产业得到了快速发展。这些产业涉及细分行业多，产业链条长、产品附加值高。过去十年来规模不断壮大，产品及系统形式日益多样，性能及技术不断升级，成本逐渐降低。

　　02、国际高能效建筑发展现状

　　“近零能耗建筑”在国际上普遍被认可为能效高于常规建筑的建筑形式，然而受气候条件与经济发展水平影响，各国实现高能效建筑目标及时间计划各不相同，近零能耗建筑的定义及计算方法也存在差异。总体来看，发达国家发展近零能耗建筑起步及提出明确实施比例的时间普遍早于我国，且更多关注于既有建筑的改造环节，而我国虽起步略晚，但发展速度快，更多聚焦在新建建筑实施，对能耗限值的要求与国际同类建筑相比属于较为严格的水平。

　　03、中国近零能耗建筑关键技术研究进展

　　近零能耗建筑在中国的研究历程大致可以分为3个阶段，2010-2015年，处于起步阶段，研究主要集中在超低能耗建筑定义、关键技术及技术集成等领域。2015年住建部《被动式超低能耗绿色建筑技术导则（居住）》发布，支撑了当时工程实践的开展。2016~2019年是技术研究快速发展的阶段，研究工作主要集中在关键技术、产品工具研发及工程示范。其标志为2019年国家标准《近零能耗建筑技术标准》GB/T 51350发布，规范了近零能耗建筑定义、指标、技术措施和评价方法。2020年至今，研究处于细节完善阶段，主要集中在软件工具升级，产品开发及完善，不同气候区技术体系细化，以及规模化推广等。

　　过去十余年来，近零能耗建筑相关研究主要集中在核心指标与技术体系、性能化设计方法与工具开发、建筑围护结构性能提升、机电系统型式及能效提升、可再生能源利用技术等方面。目前近零能耗建筑核心指标与关键技术已经明确，技术体系相对成熟，各项技术在不同气候区实施时的具体做法不同。基于神经网络算法的性能化设计优化工具，可利用机器学习训练的快速能耗计算模型，结合众多影响因素的经济性模型，采用算法针对所有影响最终能耗的因素组合出来的海量技术方案实现分钟级的比选寻优。大幅提高了近零能耗建筑设计效率及精准程度，同时可为工程项目选取最有效的技术组合方案，节约成本。

　　面向中国近零能耗建筑的规模化推广阶段，如何开发或寻找更轻薄、满足防火性能要求的新型保温材料，应用于严寒及寒冷地区近零能耗建筑，以及研发适用于南方高热高湿地区的高效隔热材料将是近零能耗建筑未来研发工作的重点。

　　能源设备系统方面，主要集中于小规模户式设备系统的应用研究，除近零能耗居住建筑常用的新风热泵一体机外，毛细管顶棚辐射、户式VRF等高效设备系统也逐渐研发出厂并在近零能耗工程项目中得以应用。目前主要面临问题在于适用于近零能耗建筑的小规模机组可选设备较少，一定程度上影响了近零能耗建筑运行效果、初投资及工程规模化推广。

　　04、中国近零能耗建筑政策支持

　　2015年至今，国家颁布多项政策文件，从试点实施到规模化推广，积极倡导发展近零能耗建筑。与此同时，地方政府发出了百余项政策，支持力度更大，落地性更强，包括经济奖励和容积率奖补等。然而，个人业主和相关产业企业的奖励支持相对不足。

　　05、中国近零能耗建筑工程实践

　　全球近零能耗建筑市场迅速增长，在欧洲，2012年至2016年间，近零能耗建筑数量大幅增加，其中22% 建于2014年。我国近零能耗建筑在过去十年快速发展，覆盖多个气候区和建筑类型。图1展示了部分省市“十四五”期间内计划实施的超低能耗建筑的面积目标，和截止2022年底已实施的超低能耗建筑面积。可见，未来两年内，仍有约2000万㎡待建缺口。

　　06、未来展望

　　文章对近零能耗建筑未来发展方向做了以下展望：

　　（1）近零能耗建筑的研究工作将逐步延伸到“能碳双控”，建筑运行期间碳排放控制将是下一阶段研究重点。

　　（2）中国既有建筑存量庞大，既有建筑近零能耗改造相关研究和工程实践有待全面开展。

　　（3）如何通过技术优化、产业发展、政策支持等手段进一步降低近零能耗建筑增量成本，仍将是近零能耗建筑发展的需要解决的主要问题。

　　该研究得到了中国建筑科学研究院有限公司“社区低碳、碳中和规划设计技术研究与工程示范”（20220109330730002）与住建部科学技术计划项目“零碳建筑技术体系及关键技术研究”（K20221412）的支持。