对话何涛—— 用电用气自给自足未来建筑真省钱

【作者】 刘洪宇

【出版日期】2012.05.18

【版次】A16访谈

【入库时间】20121010

【全文】

核心提示

近日有报道称，我国一家机构开发设计的新型节能建筑实现了“零能耗、零排放、自循环”，使用的是可再生能源。冬天采暖、夏天制冷——在我国，每年用于建筑物室内温度调节的能源消耗总量十分巨大；同时，随着人们物质生活条件的改善，家用电器的数量也在迅速增加，建筑节能已成为科技创新的热点领域之一，许多创新成果正在逐步走进我们的生活。不久的将来，为了冬暖夏凉的室内舒适度而消耗的能源将从哪里来？我们的家会变成什么样？我们邀请专家为您解读。

未来房子装备新设施最大程度利用自然条件

辽宁日报：最近《科技日报》报道称，我国一家机构开发设计的新型节能建筑实现了“零能耗、零排放、自循环”。这个“零能耗”是个什么概念？

何涛：大家知道，石油、煤属于常规能源，不可再生，而随着人民生活水平提高，办公和居家所在的建筑用电、耗能的需求明显增加，所以能源的供需矛盾日益突出，再加上煤的高污染，那么寻找替代能源就成为一项必然要求。建筑节能及可再生建筑就是在这种背景下产生的。“零能耗建筑”并不是建设房屋时零能耗，也不是建成后不使用能源，而是通过技术手段使人们在房屋内的办公与生活不消耗常规能源，所用到的能源全部来自于可再生能源。

辽宁日报：通过什么途径来实现，是在住宅、大厦建设时安装可再生能源的设施吗？

何涛：是的，太阳能、地热能等这些新能源的利用在本世纪以来已经有了大量的研究和应用，其应用既可以通过与常规电网并网的方式，也可以进行分布式应用，而与建筑结合就是最好的应用途径之一。我们都希望建筑为我们提供一个更加舒适和健康的室内生活空间环境，古时候建房坐北朝南、自然通风、设天井来存储雨水等，就是尽可能利用自然条件来改善环境和实现各种功用；当今时代对这一点要求更加强烈，已成为一个时代课题。节能是一方面，改变燃煤这样的用能类型也是关键，一个重要方向就是通过科技手段在建筑上“布置”可再生能源设施，做到高科技条件下最大程度地利用自然条件，进而实现“零能耗、零排放、自循环”。

辽宁日报：我们居住所需要环境和能耗主要是冬天保暖、夏天制冷、通风、热水、电器用电，那么太阳能等可再生能源对这些需求都能满足吗？

何涛：从建筑的角度讲，这里有两部分，一是建筑本身所需能耗降低，一是可再生能源设备与建筑一体化所带来的可再生能源供给。

辽宁日报：就是说，建筑本身要按照未来节能的要求建设？

何涛：是的，冬天采暖、夏天降温是一定的，但房子怎么建、用什么建对保暖、降温的影响却大不一样，这点我想许多人都有体会。所以，提高建筑物的保温性和气密性，减少室内冷、热量的损失对节能、实现“零能耗”极为关键。比如，楼顶、外墙和楼板等围护结构传热耗量约占建筑总热耗75%，所以这方面的设计及材料选择要不断提高节能标准和技术；在设计上，比如农村房屋建成连排式，以减少建筑的总散热面积，屋顶、外墙和楼板的材料采用绝热外层，内层使用轻质内墙板。最新的主动式动态空心墙，由厚外叶墙、厚空气层、厚挤塑苯板、厚内叶墙组成，其流动的空气间层，在冬、夏两季，采用主动式送风的方法，用一定温度的空气从墙体内部通过，有效的阻隔室外冷、热量通过墙体集聚，提高墙体的保温和隔热功效。可以说，材料科学的发展为此提供了更大的节能空间。

室内耗能从哪来天上、地下和“自身”

辽宁日报：看来做好墙体、窗户的保温、冷热损失等很关键，这些做好了，能耗需求会大大降低，有需求那部分，可以用“可再生能源”解决，比如太阳能。还可以用上哪些类型的可再生能源？

何涛：太阳能供热（制冷）、太阳能热水、太阳能光伏发电、土壤源、地下水源、污水源等各种热泵技术、最新的燃料电池分布式发电技术、农村地区的沼气技术等都是可以实现零能耗、零排放的建筑节能手段。

辽宁日报：太阳能热水现在很普遍，用太阳能供热、制冷也可以实现？

何涛：既然能提供热水，那么连上相关设备就可以实现供热、制冷。比如，太阳能空调系统，由太阳集热器和吸收或吸附式制冷机两部分组成。再比如农村的太阳房，采用了新型墙面安装太阳能空气集热模块、太阳能空气采暖蓄热地板、太阳瓦、平板型太阳能热水器等多项太阳能应用技术，可解决热利用的一系列需求。

辽宁日报：提到太阳能利用，不能不想到光伏发电，我曾看到一幅住宅利用太阳能光伏发电的图片，建筑物的屋面、墙体、外窗等外围护结构成为光电板的附着载体，很令人憧憬，但是目前光伏发电还不普及，是不是成本、造价还是偏高？

何涛：各种类型的光伏放电组件如单晶硅组件、多晶硅组件等可通过遮阳百叶、屋面平铺、墙面安装等多种方式与建筑结合，可实现光伏建筑一体化，但要想大规模推广、普及，必须要在太阳能发电技术、材料上进行突破和革新，使光伏电池转换效率更高，成本更低，价格更合理、更经济，这确实是关键所在。

辽宁日报：太阳能的能源来源于“天上”，地源热泵的能源是不是来源于地下？

何涛：地表因为受到太阳照射，地表浅层“收集”了大量的能量，蕴藏在土壤、地表水及污水等中，形成了地下水、土壤等一年四季相对恒温的状态，科学家于是研制出热泵机组装置系统，其中换热盘管埋在地下，供热或供冷部分与建筑物周围及内部的管路系统相连，冬季，从土壤中取热，向建筑物供暖，夏季向土壤排热实现建筑物的制冷。这种系统在运行过程中仅需消耗少量电力，也不会对环境排放任何有害物，节能的同时可有效降低城市热岛效应。

辽宁日报：可以和中央空调连为一体？

何涛：是的，将热泵的转换系统与地上散热系统相连，使采热和传热的效率更高。

辽宁日报：除了天上的、地下的，居家生活产生废物等也可以变成能源，比如沼气？

何涛：沼气也可以看做一个重要的可再生能源利用设施，而且是实现自循环的最好途径。生物质垃圾包括粪便、厨房内的菜叶、饭菜渣、瓜皮果壳等，生物有机质废弃物如秸秆、枯叶等，都可以经过粉碎装置处理后，在沼气发生系统中制成沼气，用做厨房燃气，也可以加热水，还可以通过发电系统发电补充住宅对电力的需求。这样就形成了一个生态自循环，实现最小化的排放甚至“零排放”。

技术没问题成本在降低大面积推广为期不远

辽宁日报：目前技术已经可以实现居住“零能耗”了吧？

何涛：从技术手段上来说，通过几种能源综合利用来实现建筑“零能耗”、“零排放”已不是问题。

辽宁日报：是否可以实现大面积的推广和应用？这是和我们每个人的生活密切相关的，毕竟每个人都要在建筑内工作、生活。

何涛：可再生能源建筑及居住的“零能耗”、“零排放”是大势所趋，是发展方向，包括我国在内的许多国家都在加紧这方面的研究和推广。可再生能源建筑目前国内外已经有了一些示范项目，上海世博会伦敦“零碳馆”就对零能耗建筑技术进行了展示。

现在主要是降低成本的问题，而降低成本依然需要靠技术创新和进步。另外，可再生能源建筑的推广和普及是一个大的系统工程。毕竟我国地域广阔，各地冷热等条件不同、资源差异大，因地制宜做好集成、设计和示范工作尤为重要；另一方面，建筑的使用有一个长期性，面对老建筑的节能改造有时要比新住宅更加困难。相信随着应用技术水平的提高，成本的降低，再加上标准的完善、政府的扶植及人们了解的加深，可再生能源建筑一定会普及开来，实现居住的可持续发展，造福整个社会。

辽宁日报：据了解，我国十一五期间已经开展了可再生能源建筑的推广工作？

何涛：十一五期间，我国大力推动太阳能、浅层地能等可再生能源在建筑领域的应用，先后组织实施了项目示范、光电建筑示范、城市示范及农村地区县级示范，取得了明显成效。据统计，截至2010年底，全国太阳能光热建筑应用面积14.8亿平方米，浅层地能应用面积2.27亿平方米，太阳能光电建筑应用装机容量达到900兆瓦。目前，全国大部分省（自治区、直辖市）均已制定十二五可再生能源建筑应用发展规划，正在稳步地推进可再生能源建筑应用。

□本报记者／刘洪宇

上海张江“零能耗”生态建筑。

英国贝丁顿“零能耗”社区。

专家档案

何涛中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院教授级高级工程师，兼任国家太阳能热水器质量监督检验中心副主任、中国可再生能源学会热利用专业委员会秘书长、中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会副主任委员、中国可再生能源学会产业工作委员会副主任委员、中国农村能源行业协会理事、中国节能协会太阳能专业委员会副主任、全国建筑节水标准化技术委员会委员等职。