罗业欣 王清勤 周海珠 张帅/中国建筑科学研究院有限公司
建筑行业是三大能源消费领域之一，推动其节能绿色转型对我国实现“双碳”目标具有重要意义。发展超低能耗建筑可有效降低建筑业运行阶段的碳排放，加速“双碳”目标的实现。为促进超低能耗建筑的发展，国家出台了一系列支持政策，包括 2017 年在《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》中提出积极开展超低能耗建筑建设示范；2022 年在《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》中明确建设面积等。目前，我国超低能耗建筑的建设处于初期阶段，正逐步向规模化推进，深化对该领域的研究，可使建筑节能事业发展迈向新的高度。
在严寒地区推广超低能耗建筑能够有效解决冬季供 暖能耗大、碳排放高的问题。严寒地区建筑冬季供暖采用集中供热，造成较大的能源消耗及碳排放。而超低能耗建筑以高效的保温隔热性能和良好的气密性，辅以新风热回收系统和可再生能源供应等主动节能技术，能够在保证室内环境舒适的情况下大幅度减少建筑自身能源需求来降低对传统采暖和制冷系统的依赖。此技术体系更契合于严寒地区的极端气候，预示着在这类区域推广超低能耗建筑拥有可观的发展潜力与前景。
随着建筑领域节能降碳工作的推进，对严寒地区超低能耗建筑规模化推广的工作日益迫切。目前学者对严寒地区超低能耗建筑在减少能耗 、技术应用 、增量成本等方面已有较多的研究，但针对其规模化推 广的探索尚显不足。为wi为此，本文对严寒地区超低能耗建筑的项目、政策、标准及关键技术产品的发展情况进行介绍，分析了阻碍其在该地区规模化推广的主要制约因素，并提出相应建议，为超低能耗建筑在严寒地区规模化发展提供支持。
1 严寒地区超低能耗建筑的发展现状
1.1 项目实践
自 1980 年起，我国致力于建筑节能领域的探索，取得了良好的成果，为严寒和寒冷地区建筑节能技术方面奠定了坚实基础。我国的建筑节能标准历经了从节能率 30%、 50% 到 65% 的三个重要阶段。随着双碳战略的提出，建筑节能减碳的任务被赋予了更高的要求 , 节能标准正步入 75% 的稳健推进期。2018 年 12 月，住建部发布的《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（ JGJ26-2018）推动了该地区居住建筑迈向 75% 的节能标准，而严寒地区超低能耗居住建筑能耗水平较该标准降低了 50% 以上。
近些年，严寒地区陆续落地了一批超低能耗示范项目，如黑龙江的“辰能·溪树庭”、中德生态科技小镇、吉林城建学院超低能耗研发中心、内蒙古自治区“中海河山大观”、新疆的中德“幸福堡”综合楼等，成为推动建筑节能与可持续发展的重要力量。这些项目彰显了超低能耗建筑在严寒地区的实践可行性和显著优势，具有卓越的节能效益与经济效益。以内蒙古自治区的“中海河山大观”项目为例，该项目成功获得了绿色建筑三星、健康建三星运行标识的认证，入选了住建部 2022年“零碳建筑科技示范工程”。运行期间，该项目每平米综合能耗 <65kwh/m2·a，每年减排约 556 吨CO2，每年节约标煤约 201 吨，平均单位耗电量产生的电费相较于传统市政供暖的采暖费降低了 64.5%。
为响应国家部委的政策导向，严寒地区各省市纷纷出台了推广政策，积极促进超低能耗建筑的建设。2020年至 2023 年期间，共出台相关政策 20 余项（表 1），涉及到明晰目标规划、加大资金扶持、引导产业形成等方面内容，引领了各地区超低能耗建筑的发展方向，鼓舞了一大批企业在该领域的发展信心。通过系列政策形成了示范推广、技术创新、产业协同、标准制定等多方位超低能耗建筑发展态势。
表 1 2022 年至 2023 年部分相关政策
1.3 标准支撑
严寒地区正逐步完善超低能耗建筑的标准体系，部分省市在参考《近零能耗建筑技术标准》 GB/T51350- 2019 的基础上，结合当地气候特征与经济条件，陆续发布了涵盖设计、评价、节能检测、质量验收等标准及技术导则，提供了从规划到运行管理环节的全过程技术支撑，显著增强了在该领域专业化程度（表 2）。2024年 3 月，国家标准图集《被动式超低能耗建筑—严寒和寒冷地区居住建筑》 23J908-8 开始实施，该图集适应技术发展和材料更新及新标准规范，结合国内科研成果与工程实践，为严寒地区超低能耗居住建筑提升性能和质量提供指导。2 关键技术产品发展
超低能耗建筑的节能效益离不开关键技术产品的创新与应用。在技术产品的选择上，严寒地区超低能耗建筑注重材料的保温隔热性能和设备的能效比。通过采用高性能的保温隔热材料、先进的供热系统以及高效的新风热回收设备等组合技术，实现超低能耗建筑的节能与高效运行，以下就这三项技术在严寒地区发展应用进行讨论。
2.1 外墙保温材料
保温材料的选择与合理的厚度会直接影响建筑的节能性、经济性和环境效益。不同保温材料的节能减碳性能的差异显著，如聚氨酯板的导热系数较岩棉板低，但建筑材料碳排放因子是后者的两倍以上。因此，在选择保温材料时，需全面评估其导热效能、碳足迹、成本效益及耐用年限等多维度因素。有学者利用能耗模拟软件的方法对常用保温材料在资金能耗效益、建筑生命周期碳排放量等方面进行比选。
严寒地区超低能耗建筑外墙保温层厚度一般在200~400mm，增加厚度虽能提升节能效果。然而，过厚的保温层不仅会增加建材碳排放，甚至可能大于其运行降碳量，还会导致成本增加。针对这个问题，有学者通过采用模拟的方式，综合分析节能率、碳足迹和经济性等因素而确定外墙保温材料的最佳厚度，因此，保温材料和厚度的确定需通过能耗、碳排放和经济性计算分析来权衡。
随着技术进步，新型保温材料如气凝胶、聚氨酯复合材料及超薄真空绝热板等展现出巨大潜力，它们集高保温性能、低厚度、高强度与低成本于一体，为严寒地区超低能耗建筑保温提供了新的解决方案。此外，通过材料复合与构造设计的创新，可进一步提升保温材料的综合性能，如增强防火性能等。
2.2 供热系统 目前可再生能源技术和蓄能技术相关主动式技术应用尚不成熟，全面评估还需系统效率、适用性和经济性等更多数据支持。土壤源热泵系统因兼具供暖与制冷功能且性能系数优越，在超低能耗建筑中被广泛应用。但在冬季室外低温环境会导致地源热泵机组和空气源热泵机组效率降低，增加能耗和成本。相较于单独运行的地源热泵供暖系统，太阳能 - 地源热泵耦合供暖系统能够有效减缓太阳能的不稳定影响，提升系统整体运行效率，具有显著的节能优势，特别是在青海、新疆等太阳能资源丰富的严寒区域应用前景广阔。然而，在东北等冬季严寒且太阳能资源相对不足的地区，太阳能的间歇性与不稳定性成为其推广的制约因素。
相变蓄热技术作为一种有效的储能手段，在提升供暖系统稳定性和优化能源利用方面发挥了重要作用。将相变蓄能材料应用于供暖系统中，可以在太阳能或地热能不足时释放储存的热量，从而保障供暖的连续性和稳定性。沈阳建筑大学和吉林建筑科技学院的案例研究均证明了相变蓄热技术在提升供暖系统效能和经济性方面具有显著成效。
2.3 新风热回收设备
严寒地区冬季室外空气渗透会增加供暖能耗，对此超低能耗建筑严格要求气密性指标。为满足室内所需新风，通常会设置机械通风系统，但其能耗在超低能耗建筑总能耗中显得较为突出，需采取优化措施降低其影响。将机械与自然通风结合互补使用是一种办法。严寒地区冬季漫长严寒、夏季短暂凉爽，在冬季使用热回收装置的节能效益远超夏季，因此可考虑仅在冬季运行热回收装置，在夏季应开窗自然通风。
超低能耗建筑常采用带热回收的新风换气系统，按回收技术主要分为全热回收和显热回收新风系统，两者各有优劣。在严寒的冬季采用全热回收装置能够有效减少结露与结霜的风险，但其投资成本较高，且在严寒、寒冷地区冬季的效果也低于显热回收效果 , 而在夏季则表现更佳。另外，在选择热回收新风系统时需综合考虑当地具体气候条件。同为严寒地区的哈尔滨和乌鲁木齐湿度差异大，研究表明，在哈尔滨这类湿度较高地区采用全热回收新风系统效益更高，而乌鲁木齐这类干燥的地区则适用于显热回收新风系统。此外，太阳能可成为理想的热回收装置的补充热源。研究证明，在太阳能资源充沛区域耦合太阳能集热技术与配备热回收功 能 的新风系统是经济可行，还能有效预防因新风温度过低导致的热回收器结露结霜问题，确保系统稳定运行。3 发展制约因素分析
虽然严寒地区已有部分大规模超低能耗建筑区，如中德生态科技小镇、中海河山大观项目等，但规模化程度仍然不足。只有经过大规模、大体量的项目实践和规模化的市场选择，才能检验出技术和产品的开发方向，进而促进成本降低与技术迭代。项目成功运营后展现的优越性能，将加深社会对此类建筑的正面认知，进而形成开发集群效应和开发的集群连片效应，促进市场健康循环。因此，研究严寒地区规模化推广的策略十分重要。以下从政策法规、标准导则、技术产品、市场环境、宣传认识等方面分析规模化推广的制约因素。
3.1 政策措施
政策对超低能耗建筑的支持与监管是其规模化发展的保障。各省市通过政策文件明确发展目标与路径，提供资金补贴、容积率奖励等激励措施。然而，地区间在政策出台的数量与力度上存在显著差异。严寒地区超低能耗建筑项目多集中于黑龙江省和吉林省示范，缺乏地域间适应性和差异性研究。
3.2 标准导则
经过各地方对超低能耗建筑示范项目的建设与推广，以及深入的系统研究，严寒地区已初步构建了超低能耗建筑的标准体系。然而，从目前出台的标准来看，多集中于设计标准，而在项目技术、管理、验收及后评价等阶段的标准尚不完备，需加速制定符合本地实际、技术路径明确的超低能耗建筑标准导则。
3.3 技术产品
超低能耗建筑对建筑材料、结构及配套设备的品质与性能均提出了更严苛的要求。我国在这一领域起步较晚，相关技术产品如高效外围护系统及新风热回收技术的本土化生产不足，这不仅提高了建设初期的投入成本，还限制了后续的维修服务范围及设备替换选择，增加了建筑的长期运营与维护成本。同时，设计、施工及管理等专业人才匮乏，难以应对新技术挑战，施工效率低下且精度欠佳，影响建筑寿命。
3.4 市场环境
超低能耗建筑的增量成本依然偏高，较普通建筑溢价 600-3000 元 /m2 不等，在一定程度上抑制了消费者、投资者及经营者的参与热情与积极性，使得消费者望而却步。加之政府补助有限，开发商看不到经济效益而减少投入。现阶段严寒地区超低能耗建筑主要集中于示范类项目层面，尚未实现大规模推广，使得市场短期内难以看到显著回报，进而制约超低能耗建筑的推广。
3.5 宣传认知
宣传推广的缺失是当前推广超低能耗建筑的一大挑战。当前企业、开发商与居民对其认知不足，尤其是对其节能效果、舒适性及全寿命成本方面的优势，从而限制了其社会影响力的扩大和大规模市场需求的激发。消费者在购房时侧重价格、地段与配套，此类建筑往往未能成为消费者的关注焦点。4 规模化推广建议
4.1 完善政策法规，落实激励政策
严寒地区各地需定制合理多元长期政策，营造超低能耗建筑良好发展环境，并强化跨地域间的协同合作，加快严寒区域超低能耗建筑的建设步伐。政府应率先垂范，新建公建优先考虑超低能耗建筑，并给与开发或购买超低能耗建筑的房企或购房者。同时，应对新兴技术发展挑战完善覆盖设计、材料、施工等各环节的超低能耗建筑标准体系，为产业发展提供法律支撑与指导。
4.2 加强技术研发、降低产业成本
超低能耗建筑的技术方案应聚焦于构建高性价比的技术集成方案，避免技术的过度堆砌。首先是攻克严寒地区超低能耗建筑的成本瓶颈，研发高效且低成本的技术产品如新风机组、外墙保温等。同时，需综合考量各项技术、材料及产品的应用，完善严寒地区超低能耗建筑全生命周期的适宜技术体系。此外，在建筑业绿色化、智能化的发展趋势下，应将装配式建筑、智能技术与超低能耗建筑相融合，通过运用 BIM 技术优化设计与施工方案减少资源消耗与浪费。同时，加强专业人才的培养与引进以及构建产学研用深度融合的生态系统，为超低能耗建筑产业的可持续发展奠定基础。
4.3 推进示范工程，加强推广宣传
未来应强化示范项目的标杆效应。通过对不同建筑类型的超低能耗建筑示范项目，总结项目的经验教训，形成可复制、可推广的典型案例集。建立系统化示范工程在线案例库平台供推广宣传与交流学习。并利用新媒体渠道加大宣传力度，普及超低能耗建筑的专业知识及 案例，使企业和居民能够全面深入地认识此类建筑的节能性、低碳性、健康性、舒适度等优势，从而带动超低能耗建筑的消费市场。5 结语
“双碳”目标导向下，建筑行业承载着严峻的减碳压力，急需向高质量发展转型。推广超低能耗建筑被认为是应对此挑战最合理、最有效的途径之一。目前，严寒地区超低能耗建筑规模化程度不足，其具有巨大潜力和发展空间。未来应深化在政策导向、技术创新、产品优化、经济效益评估及市场推广策略等多维度的研究与实践，从而助力我国建筑节能领域迈向更高的高度。
