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净零能耗建筑关键技术应用案例日前，中国建筑节能协会发布《中国建筑能耗研究报告（2020）》，指出2018年全国建筑全过程碳排放总量为49.3亿吨，占全国碳排放比重的51.3%，其中，建材生产阶段占比28.3%，建筑运行阶段占比21.9%。

一、背景

日前，中国建筑节能协会发布《中国建筑能耗研究报告（2020）》，指出2018年全国建筑全过程碳排放总量为49.3亿吨，占全国碳排放比重的51.3%，其中，建材生产阶段占比28.3%，建筑运行阶段占比21.9%。建筑领域的减碳行动，已成为我国实现碳达峰、碳中和目标的关键一环。装配化建造方式、超低能耗建筑、净零能耗建筑、新型建材等，将逐渐成为未来建筑的基本标准。

二、应用案例

1.项目概述

“被动式节能技术”和“个性化智能控制、可再生能源利用”相结合的技术在“水发兴业新能源产业园研发楼”中得以成功应用。

该项目是2014年中美两国政府间合作重点项目——中美清洁能源联合研究中心超低能耗示范项目（项目编号：2014DFA70660），位于珠海市金鼎工业区，由珠海兴业节能科技有限公司投资建设。项目于2017年2月竣工，建筑总用地面积17825.62 m2，总建筑面积为23546.08m2，建筑共17层，高度70.35m。

2.主要效益

项目初期设计能耗为50kWh/（m2·a），经第三方测试，2018年建筑实测总电耗为87万kWh，扣除太阳能发电和数据机房用电后的建筑净电耗为49万kWh；净电力能耗强度和碳排放强度分别为23.85kWh/（m2·a）和11.93kg CO2/（m2·a），只有广东省2017年大型公共建筑能耗公示数据平均值的24%，属于同类地区绝对领先水平，成为该类气候区该类型建筑的节能标杆。本项目于2020年获得了中国也是目前为止国内首个“零能耗建筑”运行标识。

三、技术要点

项目遵循被动优先、主动优化的原则，针对夏热冬暖地区高温高湿的特殊气候特点，通过“通风、遮阳”两大被动式技术和“个性化智能控制、可再生能源利用”两大主动技术相结合的技术综合利用，实现建筑的净零能耗。

项目应用了以下关键技术：

1. 零能耗设计思维工具

这是一种基于XMind 商业思维导图软件开发的超低能耗建筑的设计及模拟方法，建立一种以能耗结果为导向的设计思维工具，包括各专业对设计目标的关键影响因子的提炼与确定，通过多方案比选和性能指标仿真模拟的方法优化影响因子，反复修正以使多专业技术叠加后能无限接近运行状态，使得设计阶段的预测能耗无限趋近运行能耗。

2. 光伏建筑一体化技术

（1）一种季节可控型集通风、遮阳、发电为一体的多功能光伏幕墙

建筑的层间幕墙系统上部为45度倾斜的光伏组件和穿孔铝板，下部为穿孔铝板，悬挑1500mm，再加上BIPV组件共同组成了集通风、遮阳、发电为一体的多功能光伏幕墙系统。在组件与建筑的结合处设有通风控制模块，能够根据不同季节自然调节，自然通风。

（2）BIPV——雨棚、采光顶、园林式屋面光伏遮阳

在建筑的雨棚采用点式双层玻璃安装了双玻BIPV组件，在建筑的顶层上，采用架高的形式安装了屋顶电站及屋面女儿墙光伏百叶，再结合屋顶绿化，构成了园林式屋面光伏遮阳系统，实现年发电89620kWh，并入电网系统，优先自发自用，余电上网。

3. 智能微电网技术

研发了一种基于公共建筑重要负荷永不断电的智能微电网系统，为建筑用电安全性、稳定性和能源综合利用高效性提供解决方案。通过提出可再生能源发电及建筑用电的预测方法和系统控制策略，研究多电源间无缝切换技术，使建筑光伏系统与市电和柴油机主动匹配以实现建筑微电网的高效高经济性运行；通过对不同性能储能设备系统化配置和综合控制确保建筑重要负载供电的可靠性和在孤岛状态下的高效持续运行；创新提出光伏建筑交直流混合系统结构可行性和局部示范，初步论证建筑直流系统的可靠性和微网结构更高效性。

4. 光伏直驱直流变频工业吊扇系统

通过开发研制配电箱的切断开关，控制外网电源绝不参与独立系统供电但可接受多余光伏电量送电，实现无空调区DC-DC的全可再生能源驱动的机械通风系统高效可靠运行。

5. “风压”和“热压”混合自然通风技术

利用核心筒设备井作为“自然通风井”实现“热压”下的垂直自然通风。通过CFD模拟分析通风井的位置和尺寸大小，实现混合自然通风和直流吊扇机械通风的共同作用。

四、应用前景

1.行业前景

2020年9月22日，国家主席习近平在第75届联合国大会上宣布：中国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，2060年前实现“碳中和”。对传统建筑进行节能改造是实现“双碳”目标必不可少的一步，净零能耗建筑技术的应用具有广阔的发展前景。

2.推广空间

据全球范围统计，建筑产生的能耗约占世界总能耗的30%。我国每年新建房屋建筑面积近20亿平方米，其中80%以上为高能耗建筑；既有建筑近500亿平方米，90%以上是高能耗建筑，净零能耗建筑关键技术具有巨大的推广空间。