「零能耗住宅」知多少?真能實現?

發佈日期: 2015 年 10 月 27 日 17:03 | 作者: | 分類: 專題報導
「零能耗住宅」的提出,為房子這種基本需求帶來了全新看法。然而,它並不是住宅用電不再消耗能源,而是住宅電力改革的一種新形式。曾有人預測,住宅「零能耗」將是未來住宅發展的趨勢。那麼這究竟為何物呢?
 

住宅污染、能源緊缺推動零能耗住宅發展

 
工業消、交通能源、建築是主要的能源消耗來源。來自住宅污染是不可小覷的問題。據中國住建部的研究報告顯示,中國建築垃圾的數量已達到城市垃圾總量的30%—40%,中國每年產生建築垃圾4億噸,這些垃圾的運輸、處理和存放,都會給環境帶來污染,並佔用大片土地。據統計建設面積100平公尺房子產生的污染如下。
 
  
 
儘管歐美等國外建築比中國建築壽命要長,但隨著社會的發展,新住宅的建設以及居住過程中仍排放大量的污染物。從2000年起,美國住宅耗能源超過了交通業和工界,占美國能源消耗總量的三分之一。
 
住宅污染的同時,消耗大量的不可再生能源,因此,綠色住宅、低碳住宅、微能耗住宅、零能耗住宅等概念應運而生。
 

零能耗住宅概念及技術要求

概念
 
零能耗住宅利用建築圍護結構被動式節能設計,以太陽能、風能、淺層地熱能、生物質能等可再生能源代替傳統能源,並採用排放量極低的新型電氣設備,在供應住宅用電需求之際,也不製造額外污染。同時,這種住宅能保持室內空氣清新,透過智慧控制裝置自動調節溫度、濕度、含氧量等,是更為優異的居住形式。
 
技術
 
集成技術是實現零能耗住宅的關鍵,據資料總結,零能耗住宅的技術要求包括:
  1. 根據氣候、場地、結構要求選擇合理的建築功能佈局; 
  2. 建造智能、保溫、遮陽的建築圍護結構; 
  3. 優化室內通風、採光系統,採用置換送風技術; 
  4. 大量使用太陽能、地熱能、風能、生物能等可再生能源; 
  5. 採用輻射採暖、製冷系統,提高能源利用效率; 
  6. 推廣節水技術、綠色建材、綠化技術等生態建築技術; 
  7. 使用智能建築控制技術; 
  8. 搭配儲能系統和蓄電池
  9. 廢熱廢水回收技術。
可再生能源材料和技術對零耗能住宅的選址、建築以及居住使用而言具有核心地位。當前,隨著太陽能技術成長,設備成本降低且轉換效率提升,加上相關應用產品日臻成熟,太陽能冰箱、洗衣機等電器和設備逐漸開發並用於生活中,零能耗住宅更能有效把太陽能轉化為電力,從而滿足住宅需求、減少傳統能源的利用。
 
住宅全面使用太陽能已不是夢想,高效、平價的太陽能發電系統,搭配適合的儲能設備和控制系統,將幫助零耗能住宅更進一步。
 

全球零能耗住宅發展狀況

 
零能耗住宅在瑞士、加拿大、德國、美國、英國已發展多年。日本、泰國和馬來西亞、印度、中國也開始跟上腳步。本篇就中、美、日、英等四個重點國家的發展現狀進行介紹與說明。

英國

英國最大的“零碳”生態社區貝丁頓位於倫敦南部,竣工於2002年。貝丁頓社區利用再生能源改造房屋,目前擁有公寓、獨立洋房等住宅82套,另有大約2,500平方米的工作空間、一個展覽中心、一家幼稚園、一家社區俱樂部和一個足球場,共有居民210人、工作人員60人。倫敦東部和葡萄牙等地也有模仿此社區進行的住宅建造。
 
該社區電站能利用枯枝敗葉和廢木料發電和供熱,為了節電,朝南的房屋玻璃窗很高,充分接受陽光的熱量,屋頂、地板有隔熱保溫設計;屋頂上這些風力驅動的通風管,能把新鮮空氣送入屋內,而50公分厚的磚牆能保證室內冬暖夏涼,屋內所有傢俱都是用再生木料製造的,垃圾也能再次利用。
 
美國
 
美國格外注重改進建築材料和技術,並透過太陽能發電來降低住宅能源消耗。近年,美國政府提出政策,要求2030年新建建築要達到零能耗的目標。
 
據美國能源部資料顯示,太陽能是零能耗住宅技術的關鍵。“零能耗住宅”技術,需將以下因素進行最優組合,才得以實現住宅的零能耗:根據不同氣候特點確定設計、太陽能空調系統以及自然照明、先進的節能建築設計和材料、太陽能家用電器和照明設備、太陽能熱水供應和發電系統。此外,美國能源部指出,在無電網的偏遠地區,“零能耗住宅”將更受歡迎。

中國

新建案「南京鋒尚」是中國第一個零能耗住宅建案,但中國零耗能住宅的市場目前仍在新興階段。廈門大學中國能源經濟研究中心主任林伯強指出,國內民眾多居住在集合式住宅內,屋頂面積有限,且由整棟樓居民共有的;涉及屋頂產權問題,對裝設屋頂型太陽能發電系統而言是很大的限制。
 
然而,晶科最近提出「零電費」時代的想法:即家庭住宅可以透過太陽能發電來實現電力自發自用,白天用不完的電還可以賣回給電網,用這部分的收益來抵消夜間的電費支出,從而實現“零電費”的目標。這樣的方法可節約能源、減少消耗,又可帶來額外的家庭收入,引發中國更多民眾對“零耗能住宅”的關注和憧憬。

日本

日本政府吸收歐美經驗,近年來開始著手規劃國內的零能耗住宅發展。在日本政府全力支持下,日本10家大型房地產企業將從2017年開始大力設計開發和推廣“零耗能住宅園區”,採用最先進的碳素纖維隔熱層技術,從建材方面強化住宅的保溫性能。
 
經濟產業省計畫從政策和稅收兩個方面支持企業開發建設零耗能住宅。預計到2020年時,日本將有50% 以上的新建住宅成為零耗能住宅,相關產業和設備產品的市場規模可達1.1萬億日元,將是未來最有發展潛力的產業。
 

小結:雖是雛形,但趨勢凸顯

 
雖然目前已有零能耗住宅出現,但由於資金與技術需求皆高、仍在發展階段等等,不利後續發展的因素。但在嚴峻的能源形勢和氣候條件下,零能耗住宅將成為解決人類住宅問題的新措施。
 
Navigant Research研究室主任Noah Goldstein表示,“當前,各政府、企業和業主都在追求零能耗解決方案以減少能源成本,盡可能降低碳足跡。因此,未來20年,全球將有一大批零能耗建築計畫推出,這將有力地推動市場的發展。”此外,Navigant Research預計到2035年,全球零能耗建築收益可產生近4.6萬億美元的受益。
 
與零耗能住宅相關的再生能源、節能電器、智慧控制系統、儲能設備等需求,預計也將隨著零耗能住宅的發展而持續增加。

參考文章

  • 《住房污染:建100平方米住房要消耗多少能源?》
  • 《美國房屋以“零能耗”為目標》
  • 《日本“零耗能住宅”潛力大》
  • 《英國新型住宅實現“零能耗”》
  • 《走向零能耗》
  • 《2035年全球零能耗建築收益超28萬億 》
  • 《晶科開啟“零電費時代”:是願景還是噱頭》
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