摘要：我国力争到 2030 年实现碳峰值，到 2060 年实现碳中和。建筑全生命周期碳排放量约占全国总排放量的 50%，因此控制和减少建筑部门的能源消耗和碳排放是实现碳中和的关键。双重碳目标。不断降低建筑能耗、提高建筑能效、利用可再生能源、推动超低能耗建筑发展、推动行业低碳转型已成为建筑行业的中长期发展目标. 本文在分析超低能耗建筑的被动和主动技术的基础上，提出选择合适的遮阳措施、高效新风热回收系统、光伏技术等手段降低建筑本身的能耗，结合项目的平面功能和立面效果。提高能源效率的必要性。通过超低能耗建筑的探索与应用，为实现我国建筑业“双碳”目标贡献力量。

关键词：超低能耗建筑；“双碳”目标；光伏技术

2020年9月22日，中国政府在第75届联合国大会上提出：“力争到2030年二氧化碳排放达到峰值，力争到2060年实现碳中和”。2021年10月24日，中共中央、国务院印发《关于全面准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰和碳中和工作的意见》。意见认为，到2030年，经济社会发展全面绿色转型取得显著成效，重点耗能行业能源利用效率达到国际先进水平。到2060年，建立绿色低碳循环经济体系和清洁低碳、

根据中国建筑节能协会发布的《中国建筑能耗研究报告（2020）》），2018年我国建筑全生命周期碳排放量占全国碳排放总量的51%，能源消费比重和趋势与碳排放水平相一致。因此，控制和减少建筑部门的能源消耗和二氧化碳排放，对我国尽快实现碳达峰和碳中和目标具有重要意义。超低能耗建筑可用于建筑建设和运营过程。降低建筑能耗，提高建筑节能，利用可再生能源直接为建筑提供能源，有效降低一次性能源消耗，减少碳排放。因此，超低能耗建筑是实现建筑碳中和目标的重要途径。大力推进超低能耗建筑发展，加强超低能耗建筑技术创新将成为未来建筑领域的发展趋势。

一、超低能耗建筑概述

(一）概念

超低能耗建筑是指适应气候特点和自然条件，采用高效热回收技术，最大限度减少建筑采暖和制冷需求，通过围护结构充分利用可再生能源的建筑，具有更高的保温性能和气密性。 . ，以更少的能源消耗提供舒适的室内环境的建筑。[1]

超低能耗建筑的技术核心是降低一次性能耗。依靠传统的加热和冷却设备，以更少的能源消耗提供更好的室内环境。

(二）政策导向

为推动超低能耗建筑高质量发展，国家及各省市相继出台相关实施意见和补贴政策，广泛建立超低能耗建筑示范项目，体现了国家的努力推动超低能耗建筑从宏观向微观发展。的关注。

1.国家政策

2017年1月5日，国务院印发《“十三五”节能减排综合工作方案》，提出开展超低能耗和近零能耗建筑试点。

2017 年 3 月 1 日，《建筑节能与绿色建筑“十三五”规划》发布，旨在构建节能、低碳、绿色、生态、集约、高效的建筑能源体系，促进供住房和城乡建设领域的结构性改革。. 鼓励试点建设零能耗建筑，提出到2020年建成超低能耗、近零能耗示范工程1000万平方米以上的目标。

2021年3月12日，十三届全国人民代表大会第四次会议审议通过《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景规划纲要》全文发布，提出发展近零能耗。建筑和近零碳排放等重大项目的示范。

2021年10月21日，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于推进城乡建设绿色发展的意见》发展优质绿色建筑，大力推广超低能耗和近零能耗建筑。发展零碳建筑。

2021年10月26日，国务院印发《2030年前碳达峰行动计划》，提出加强适用于不同气候区、不同建筑类型的节能低碳技术的研发和推广，促进超低能耗和低碳建筑的规模。发展。

2.当地政策

据初步统计，截至2019年底，我国在建和竣工的超低能耗建筑示范项目超过700万平方米，主要集中在北京、河北、河南和山东等省。这4个省市正在建设和完成。共有示范项目164个，总面积567.02万平方米。其中，北京市超低能耗建筑示范项目32个，建筑面积66万平方米；河北省示范项目67个，建筑面积316.62万平方米；河南省示范项目12个，建筑面积约78.4万平方米；山东省示范项目53个，建筑面积106万平方米。同时，各级政府顺势而为，陆续出台了支持超低能耗建筑发展的专项规划、实施方案、指导意见等纲要文件，进一步明确了超低能耗建筑的发展目标、任务和路径。低能耗建筑；对建设项目给予财政补贴、容积率奖励等多种政策激励，为稳步推进我国超低能耗建筑规模化发展奠定了基础。支持超低能耗建筑发展的实施方案和指导意见，进一步明确超低能耗建筑的发展目标、任务和路径；对建设项目给予财政补贴、容积率奖励等多种政策激励，为稳步推进我国超低能耗建筑规模化发展奠定了基础。支持超低能耗建筑发展的实施方案和指导意见，进一步明确超低能耗建筑的发展目标、任务和路径；对建设项目给予财政补贴、容积率奖励等多种政策激励，为稳步推进我国超低能耗建筑规模化发展奠定了基础。

“十三五”期间超低能耗建筑示范工程建设和超低能耗建筑技术系统研究后，我国初步建立了超低能耗建筑技术标准体系. 为进一步推动超低能耗建筑的大规模推广，为助力建筑业实现碳达峰打下坚实基础。

2021年是“十四五”开局之年。各省市响应绿色建筑创建行动，加强优质绿色建筑工程建设，持续加大超低能耗建筑推广力度。各省市出台绿色建筑创建实施方案，建立健全超低能耗建筑政策和标准体系，持续推进超低能耗建筑发展，强化超低能耗建筑质量监管。低能耗建筑，确保施工质量，建立健全评价和后评价机制。，形成系统的超低能耗建筑政策和技术体系，

(三）标准指南

为提高建筑节能与绿色建筑的发展水平，在充分借鉴国外被动式超低能耗建筑施工经验的基础上，结合我国工程实践，2015年发布了《被动式超低能耗建筑《能耗绿色建筑技术导则》（试行）（居住建筑），引导和推动居住建筑向超低能耗建筑发展。[3] 2019年发布国家标准《近零能耗建筑技术标准》（GB/T 51350-2019））。规定了超低能耗建筑的能效水平、技术指标和措施，有力支持了超低能耗建筑的发展。

各省市根据当地气候条件、用能习惯和生活习惯等，研究了适合当地的技术路径和能耗指标，制定了适合的超低能耗建筑技术标准和指南图集。以北京为例，2018年，北京市住建委制定了《北京市超低能耗示范工程技术导则》和《北京市超低能耗农用房示范工程技术导则》，对低能耗建筑和农村住宅示范工程的技术措施、建设和验收过程提供技术指导。2020年底，

二、技术措施

超低能耗建筑的设计应以降低能耗为目标，重点优化空间布局和供能方案。在总体规划和方案设计阶段，应根据当地气候条件、自然资源等特点，对建筑的总体布局、朝向、造型因素、采光通风及室内空间布局进行调整。前期的总体规划和方案设计越合理，建筑节能潜力越大，超低能耗建筑技术越能发挥其最大效果。

超低能耗建筑技术的应用顺序和目标是被动优先、主动优化、保证良好的室内环境和最小化能耗。[4] 被动技术包括自然采光通风、高性能保温系统、无热桥设计、整体气密性、遮阳设计等；主动技术包括高效新风热回收系统、辅助冷暖系统、高效节能光源等。

(一）被动技术

1.高性能绝缘系统

超低能耗建筑围护结构的保温性能应高于普通建筑围护结构。在北京地区，以外墙保温岩棉板为例，超低能耗建筑外墙保温层厚度为300mm左右，而外墙保温层厚度为普通公共建筑约100mm。

外窗是影响超低能耗建筑节能效果的关键部件。影响建筑能耗的性能参数主要包括传热系数、太阳能得热系数和气密性。外窗应具有良好的气密性、水密性和抗风压性。依据国家标准《建筑外门窗气密性、水密性和抗风压等级及试验方法》（GB/T 7106-2019），外窗气密等级不得低于8、水密等级不得低于8级）。如果低于6级，抗风压性能等级不应低于9级。

表 1 北京市超低能耗建筑与普通建筑保温系统对比

2.无热桥设计

建筑围护结构中热流密度显着增加的部分成为一座传热较多的桥梁，称为热桥。设计超低能耗建筑时，应严格控制热桥的产生，建筑围护结构应设计无热桥。[5] 无热桥设计的基本原理是通过适当增加保温层在不同材料的接缝处阻断热桥，保温层在建筑构件的接缝处连续无间隙。建筑物的形状应规则，以减少围护结构的不均匀变化，从而减少建筑物的外部散热面积。

热桥常出现在不同材料和结构变化的接缝处，如护栏、悬挑楼板、穿过屋顶的管道等。在普通建筑中，保温层一般在女儿墙和其他突出屋面的位置是不连续的，但在没有保温层的位置用30厚防水膨胀珠浆等保温砂浆连接，避免建筑物内表面发霉和结露。. 在超低能耗建筑中，在女儿墙等薄弱环节应与屋面、墙体连续安装保温层，并在顶部安装金属盖板以提高其耐久性，保温层应用热桥地脚螺栓固定，避免热桥。

超低能耗建筑外窗的安装方式与普通建筑有很大不同。砌体结构上安装普通建筑窗户，隔热层间断；超低能耗建筑外窗安装时，应尽量减少外窗框的热桥损失。窗户安装在保温层内，外墙保温层包裹窗框，并与专用成品连接，保证保温层连续不间断。两种方法的比较如图 2 所示。

3.整体气密性

建筑气密性是实现超低能耗的重要措施。良好的气密性可减少冬季冷空气的渗透，减少夏季因通风不畅造成的制冷需求增加，避免因湿气侵入造成的建筑发霉、结露和损坏，减少室外噪音和空气污染等不利因素。室内环境。影响。[3]

普通建筑对气密层没有强制性要求，而超低能耗建筑则要求气密层应完整连续，并围绕整个外围护结构。应采用规则简洁的形状，节点应进行密闭处理；应选用气密等级较高的外门窗；应选择合适的气密材料形成气密层，形成气密层的常用材料包括一定厚度的抹灰层、刚性材料片、气密膜等[6]

建筑气密性的保证应贯穿于整个设计和施工的各个环节。门窗、结构之间的开口和间隙等关键部位需要密闭设计和精细施工。以外门窗安装部位的气密性处理为例。外窗内侧应采用防水隔汽膜，外窗应采用防水透气膜密封。处理。施工完成后，还应对整栋建筑进行气密性检测，找出气密性薄弱环节，采取措施改进整治。

4.阴影设计

合理的遮阳措施可有效降低夏季空调能耗和冬季采暖能耗。遮阳设计应根据不同区域的气候特点、房间功能和朝向综合考虑。超低能耗建筑应采用可调遮阳设施（图3、图4）。可调外遮阳面吸收的太阳能得热量小于内遮阳或中央遮阳，且可根据太阳高度和室外天气情况自动或手动调节，是最适合超低能耗建筑的遮阳形式。 [2]

可调式外遮阳可阻挡90%左右的太阳辐射，降低空调能耗30%左右，降低采暖能耗10%以上。

(二）主动技术

1.高效新风热回收系统

超低能耗建筑应采用高效的新风热回收系统（图5）），通过回收废气中的能量来减少供暖和制冷需求。 [6] 热回收新风系统的工作原理是将热回收后的热量排放到室外。同时，室外新风经过过滤净化后进入高效热回收装置，热交换后调节至接近室温的空气通过风道送入室内。整个通风过程均匀、连续。达到健康、舒适、节能、通风的目的。热回收装置的类型应根据区域气候特点和工程具体情况综合考虑。

2.辅助加热和冷却系统

超低能耗建筑的辅助冷暖系统应优先使用可再生能源，减少一次能源的使用。可再生能源主要包括太阳能、地源热泵、空气源热泵和生物质燃料。寒冷地区应使用地源热泵或空气源热泵。在选择辅助热源时，除了满足供暖和新风处理的要求外，宜考虑生活热水的热量需求，尽可能利用太阳能供应热水。[6]

3.节能光源

超低能耗建筑应采用高效节能光源和智能照明控制系统，按需提供照明，降低照明能耗。例如，公共区域的照明应采取声光控制、定时控制、红外感应控制等节能措施。可以在地下空间设置采光井和光管（图6、图7）），也可以利用下沉广场提供自然采光。

(三）总结

超低能耗建筑的优势在于以下四点：更加节能，建筑年供暖制冷需求显着降低；更舒适，建筑物室内温度和湿度适宜，身体感觉更舒适；更好的空气质量，高效的新风系统提供足够的室内空气新鲜空气，通过空气净化技术改善室内空气质量；更高的质量保证，无热桥，高气密性设计，采用优质材料，精细化施工，建筑装饰一体化，使建筑质量更高，使用寿命更长。长。[4]

但超低能耗建筑的施工过程比传统建筑复杂，对施工程序和质量的要求更严格；在运营管理过程中，需要管理部门和用户的参与和配合，避免降低建筑节能的不当行为能耗管理建筑分类，避免二次装修对气密层的破坏。[7] 通过超低能耗建筑与普通建筑的数据对比分析，超低能耗建筑对保温材料、门窗、高热回收装置等产品的要求远高于普通建筑. 因此，超低能耗建筑的造价远高于普通建筑。

三、技术应用分析

以上对超低能耗建筑的被动和主动技术进行了综述，分析了超低能耗建筑的优缺点。下面以北京某综合性建筑项目为例，分析项目特点和标准定位，提出适合该项目的超低能耗建筑技术措施。

综合楼位于北京地区。建筑功能主要是办公。用地面积0.79公顷，总建筑面积2.31万平方米，底层面积1.45万平方米。

首先，北京市新建公共建筑没有强制要求达到超低能耗建筑标准，也没有必要100%达到超低能耗建筑技术标准的要求。其次，超低能耗技术措施的选择不仅要考虑成本控制，还要结合项目的规划功能、立面效果和实际应用效果。

通过对超低能耗建筑被动技术和主动技术的分析研究，结合本项目特点，建议设置可调遮阳装置，选择合适的高效新风系统和热回收装置，充分利用可再生资源，采用高效节能光源和节能设备四方面将超低能耗技术与建筑有机结合。

(一）可调节的阴影措施

项目呈南北向布置，平面基本为方形，立面风格简洁。通过添加可调节的遮阳措施，可以丰富立面效果。外立面遮阳可采用活动金属遮阳百叶或翼形遮阳（图8、图9）。翼形遮阳可根据太阳高度角的变化自动调节进入室内的太阳能量，减少空调节能 可调外遮阳与外窗距离大于100mm，防止外窗玻璃受热，造成热传导，增加能耗。[9]可调遮阳控制方式可选择手动操作，非感光自动控制，

(二）高效新风热回收系统

项目建筑朝南，可在过渡季节有效利用自然通风。当不能使用自然通风时，可使用新风系统提供24小时不间断的新鲜空气。空调设计采用新风机组和组合式空调机组设备，主机设置在新风室内。新风热回收系统采用高效全热回收装置，冬季可加热新风，夏季可除湿。新风机组采用高效空气净化装置，内置送风过滤器和排风过滤器，可有效过滤室外空气。

新风系统安装有高效热回收装置，夏季可回收排风中的冷能，冬季可回收排风中的热量。这种循环可以降低能耗，达到高效、节能、健康、舒适的目的。

(三）可再生能源利用

可再生能源利用是建筑从节能向产能转变的关键技术之一。可充分利用太阳能、风能、地热能等资源进行能源转换和利用。利用光伏技术，可以将太阳能收集起来转化为电能，太阳能还可以作为生活热水的热源。

本项目光伏发电形式可选择分布式光伏发电系统，实行“自发自用、余电、就近消纳、调网”的运行模式。电网企业利用先进技术优化电网运行管理，为分布式光伏发电运行提供系统支撑，保障电力用户安全用电。项目光伏发电以自用为主，可为项目提供自有照明及设备电力驱动。

结合本项目，屋顶铺设太阳能光伏板，采用多晶硅太阳能电池组件，组件之间及组件与逆变器之间铺设光伏专用电缆。也可以添加一个能量储存罐。夏季如果有多余的光伏发电，可以储存在储能罐中以备后用。最大限度地利用绿色电力，同时节约建筑本身的能源，减少电网的用电量，同时减少建筑运营的碳排放。

结合项目的立面效果，外墙可以部分使用光伏组件。光伏组件可以使用光伏玻璃、光伏围栏、光伏百叶窗等，其颜色、几何形状和质感等独特的美学特征会影响建筑的整体外观。在阳光的照射下，光伏组件的位置和类型会产生不同的光影、颜色和透明度，可以为建筑营造出不同的风格和美感。在兼顾美观的同时，光伏组件与建筑物同时设计、施工、安装，为建筑物本身提供电力，白天储存，晚上用于夜间照明。

(四）节能光源

项目采用智能照明控制系统，按需提供照明，降低照明能耗。光源全部采用高效LED节能光源和灯具，比普通节能灯节能50%以上。人行道、楼梯间等公共区域的照明应采取声光控制、定时控制等节能措施。门厅、休息室、办公室等采用LED等高效灯具，并采取分区分组控制措施。

除节能灯外，地下二楼北车库和九楼网球馆屋顶利用自然采光原理，采用光导管照明系统，通过照明高效收集室外自然光覆盖并将其导入系统以进行重新分配。光管传输后，自然光通过底部的漫射板均匀高效地照射到地下室。该装置主要由照明装置、导光装置和漫射装置三部分组成。[10] 地面或屋顶的照明装置可与景观结合布置。

(五）增量成本分析

与传统建筑相比，超低能耗建筑的建设成本平均每平方米增量成本在1000-1400元左右。增量成本主要由围护结构、高效热回收新风系统、热桥措施和气密措施组成。[8] 通过对我国超低能耗建筑示范工程的调研，被动技术的应用，包括围护结构的保温隔热和高性能门窗，是超低能耗建筑增量成本的重要组成部分。低能耗建筑。从长远来看，优质耐用的建筑构件比传统的建筑构件寿命更长，而且在建筑物的运行过程中，更新和维护成本将降低；超低能耗建筑的节能措施会带来经济效益，增加投资成本。可通过建筑节能效益在合理时间内回收利用。

表 2 超低能耗建筑增量成本分析

(六）总结

@k22/年一次能源与现行节能标准相比 @>50,000 kWh，相当于减少碳排放 350 吨。根据国家林业局的一项研究，一棵树每年可以吸收和储存4-18公斤的二氧化碳。按此计算，减少350吨二氧化碳排放量相当于种植19445棵树。

通过以上对比分析，超低能耗建筑技术的应用可以最大限度地减少建筑运营阶段的化石能源消耗，减少碳排放。超低能耗建筑采用被动技术，提高围护结构的保温性能，减少建筑本身的热损失，降低冷热负荷；利用主动技术，合理优化建筑能源系统，提高整体能源效率，实现建筑超低能耗，降低碳排放目标。

四、研究结论和建议

阐述了超低能耗建筑的背景和概念，梳理了超低能耗建筑的关键技术措施。以北京某综合性建筑工程为例，提出了适合该工程的技术措施，并分析了其应用。积极探索低能耗建筑技术。通过分析研究，提出以下结论和建议：

1.响应我国碳达峰和碳中和目标，大力推动超低能耗建筑和近零能耗建筑的大规模推广。从现有的超低能耗建筑发展政策和技术标准来看，目前的超低能耗建筑在有采暖需求的地区更能体现节能优势，住宅建筑更容易实现超低能耗。消费高于公共建筑。[11]因此，在未来超低能耗建筑的推广中，还应扩大到全国其他地区和所有建筑领域，包括住宅建筑和公共建筑、新建建筑和既有建筑改造。

2.全面提升超低能耗建筑节能标准。颁布建筑节能强制性技术法规，根据不同气候区的情况，确定建筑节能指标、技术指标和措施的等级。建立完整的设计、施工和运行评价标准，为超低能耗建筑的设计、施工和运行提供完整的技术指导。

3.提升超低能耗建筑产品的技术水平。目前，我国超低能耗建筑的造价高于传统建筑。在没有政策支持的情况下，建设单位未必一定会选择超低能耗建筑，成本增加成为超低能耗建筑发展的绊脚石。适用于超低能耗建筑的门窗、保温、密封材料等相关产品的更新升级，对提高建设工程质量和效益至关重要，对规模化发展具有很强的推动作用超低能耗建筑。

4.根据项目特点选择合适的超低能耗建筑技术措施，在规划阶段根据气候特点、地形地貌等方面优化建筑布局，合理选择利用景观生态措施，充分考虑自然通风和采光。选择适用于项目的技术措施并充分利用。结合当地政策和技术标准指引，根据项目特点和需求，提供安全、可靠、经济、合理的超低能耗建筑技术应用解决方案。

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