2024年8月28日，《SCIENCE CHINA: Technological Sciences》期刊Healthy and Low-carbon Cities and Buildings?？龇饷嬲撐腞eview on the recent progress of Nearly Zero Energy Building frontiers in China。本論文由全國(guó)工程勘察設(shè)計(jì)大師、中國(guó)建筑科學(xué)研究院有限公司總工程師徐偉團(tuán)隊(duì)完成。

　　本文對(duì)我國(guó)近零能耗建筑10年發(fā)展歷程和當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行全面總結(jié)，回顧本領(lǐng)域主要研究熱點(diǎn)和代表性成果，提出待解決科學(xué)問(wèn)題和技術(shù)研究熱點(diǎn)，結(jié)合“30-60”雙碳目標(biāo)下建筑節(jié)能降碳發(fā)展趨勢(shì)，提出近零能耗建筑在多能源靈活供給、建筑與電網(wǎng)柔性適配，及智慧建造和運(yùn)維等綜合目標(biāo)下的發(fā)展方向。

　　以下為《中國(guó)近零能耗建筑前沿進(jìn)展研究》的全文概述。

　　過(guò)去二十年間，中國(guó)建筑能效提升進(jìn)展迅速。近零能耗建筑（NZEB）作為建筑能效的綜合解決方案，在中國(guó)“十三五”規(guī)劃期間受到了廣泛關(guān)注，其技術(shù)體系不斷成熟。本研究基于中國(guó)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的成果，構(gòu)建了研究框架，并通過(guò)對(duì)前期工作的深入回顧，提供了對(duì)最前沿研究的深入分析。根據(jù)技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)，將中國(guó)近零能耗建筑的發(fā)展分為三個(gè)階段：（1）定義與標(biāo)準(zhǔn)制定，（2）示范與推廣，（3）跨領(lǐng)域集成。本研究通過(guò)分析過(guò)去十年間100個(gè)近零能耗和零能耗建筑的綜合數(shù)據(jù)，識(shí)別出四個(gè)值得注意的發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)符合這些趨勢(shì)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)步進(jìn)行了綜合分析。此外，還討論了在中國(guó)碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)背景下，可再生能源在建筑中廣泛應(yīng)用所帶來(lái)的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。最后，基于這一分析，提出了未來(lái)研究面臨的挑戰(zhàn)及相應(yīng)的建議，以指導(dǎo)未來(lái)近零能耗建筑領(lǐng)域新興趨勢(shì)的探索。關(guān)鍵詞：近零能耗建筑，能效，負(fù)荷靈活性，熱泵，可再生能源

　　1 引言隨著全球能源需求的增加和氣候變化的影響，采用可再生能源已成為可持續(xù)發(fā)展的重要解決方案。發(fā)達(dá)國(guó)家的數(shù)據(jù)顯示，城市建筑的能耗占城市總能耗的40%以上，部分大城市甚至超過(guò)70%。中國(guó)主要大都市區(qū)的建筑能耗模式也日益反映出這一趨勢(shì)。中國(guó)的快速城市化顯著增加了城市建筑的能耗。建筑業(yè)長(zhǎng)期能源需求預(yù)測(cè)表明，到2045年，建筑相關(guān)的碳排放將達(dá)到7.04億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，這與當(dāng)前的城市化速度一致。

　　2 中國(guó)近零能耗建筑的發(fā)展

　　中國(guó)近零能耗建筑的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段（如圖1所示）：

　　2.1 第一階段：定義與標(biāo)準(zhǔn)在概念探索初期，研究主要集中于建立明確的學(xué)術(shù)定義和確定指標(biāo)范圍。技術(shù)方法主要利用被動(dòng)技術(shù)，特別是高性能建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，以有效減少建筑能耗。然而，全球?qū)隳芎慕ㄖ慕y(tǒng)一定義仍不明確。不同國(guó)家和地區(qū)對(duì)能耗計(jì)算邊界和一次能源轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)存在較大差異。

　　2.2 第二階段：示范項(xiàng)目在此階段，近零能耗建筑技術(shù)體系根據(jù)不同氣候區(qū)的特點(diǎn)進(jìn)行了細(xì)分。GB/T51350-2019《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》作為建筑業(yè)的基礎(chǔ)指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)，引入了“約束性指標(biāo)+建議性指標(biāo)”的方法，根據(jù)建筑類型解釋了性能要求。隨著“十三五”規(guī)劃的結(jié)束，中國(guó)在建和已完成的近零能耗建筑項(xiàng)目面積超過(guò)1200萬(wàn)平方米。項(xiàng)目類型從早期試點(diǎn)多層住宅、高層住宅和小型辦公樓發(fā)展到包括大型商業(yè)建筑、展覽館、醫(yī)院、游泳館、工業(yè)園區(qū)、交通樞紐等在內(nèi)的多種類型。

　　2.3 第三階段：跨領(lǐng)域協(xié)作2022年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了《城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案》，旨在實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳達(dá)峰。近零能耗建筑正逐步從關(guān)注能效轉(zhuǎn)向涵蓋碳減排。建筑物正在成為跨部門(mén)需求交換和電網(wǎng)互動(dòng)的新型接口。為了增強(qiáng)電網(wǎng)合作，電動(dòng)汽車(chē)被用作靈活的儲(chǔ)能介質(zhì)，提高了單個(gè)和建筑群建筑的能源自主性。

　　3 近零能耗建筑在中國(guó)的發(fā)展進(jìn)展

　　科學(xué)技術(shù)部與中國(guó)建筑科學(xué)研究院聯(lián)合啟動(dòng)了“綠色建筑與建筑工業(yè)化”項(xiàng)目，聚焦七個(gè)主要方向，包括基礎(chǔ)理論、設(shè)計(jì)方法、建筑節(jié)能、室內(nèi)環(huán)境保護(hù)等。其中，“近零能耗建筑技術(shù)體系及關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目涵蓋基礎(chǔ)建筑理論、關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)施工及評(píng)價(jià)方法、實(shí)際工程示范等四個(gè)方面，共包含10個(gè)研究項(xiàng)目，產(chǎn)生了215篇論文、7部專著、24項(xiàng)國(guó)家和地方標(biāo)準(zhǔn)以及92項(xiàng)專利。

　　4 近零能耗建筑發(fā)展的建議

　　4.1 技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略考慮近零能耗建筑技術(shù)體系是中國(guó)30年建筑節(jié)能工作的結(jié)晶，結(jié)合預(yù)制建筑、可再生能源應(yīng)用、智能建筑和健康建筑，形成了中國(guó)獨(dú)特的綠色建筑發(fā)展理念。應(yīng)優(yōu)先發(fā)展一系列核心設(shè)備和控制技術(shù)，提高建筑整體能效，并持續(xù)引入新技術(shù)組件和應(yīng)用，引領(lǐng)和支持相關(guān)產(chǎn)業(yè)及更廣泛的國(guó)民經(jīng)濟(jì)。

　　4.2 面臨的挑戰(zhàn)大規(guī)?？焖侔l(fā)展對(duì)產(chǎn)品精細(xì)化提出了更高要求，需要提高建筑結(jié)構(gòu)組件的適應(yīng)性設(shè)計(jì)能力和性能。近零能耗建筑的調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)面臨挑戰(zhàn)，需要提高建筑運(yùn)維人員的專業(yè)能力，并建立有效的建筑運(yùn)行數(shù)據(jù)積累機(jī)制?？稍偕茉丛诮ㄖ芎闹械谋壤黾?，要求跨領(lǐng)域合作，解決分布式光伏并網(wǎng)容量受限等問(wèn)題。近零能耗建筑的發(fā)展必須迅速與零碳建筑和零碳社區(qū)的發(fā)展相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)100%建筑電氣化，滿足“能耗雙控”的需求。

　　4.3 未來(lái)發(fā)展方向建議加強(qiáng)建筑、能源、信息技術(shù)和政策制定等領(lǐng)域的跨學(xué)科合作，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)際應(yīng)用。建筑將越來(lái)越多地融入智能系統(tǒng)，提高適應(yīng)性和自動(dòng)化能力，通過(guò)傳感器、數(shù)據(jù)分析和人工智能實(shí)現(xiàn)能源消耗的實(shí)時(shí)監(jiān)控和優(yōu)化。建筑將無(wú)縫集成多種能源介質(zhì)，如電力、熱能和儲(chǔ)能系統(tǒng)，優(yōu)化能源效率，使建筑能源在市場(chǎng)上更加活躍。近零能耗建筑將在實(shí)現(xiàn)碳中和與可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)中發(fā)揮重要作用，未來(lái)的研究應(yīng)進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)建筑能源系統(tǒng)與國(guó)家及全球可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的協(xié)調(diào)一致。

　　全文如下：