陈音：面向未来的低碳健康建筑

陈 音 当代集团副总裁(中国)

  陈音：大家好！题目有点大面向未来的绿色健康住宅，并不是面向未来，今天中国住宅需要的东西，当代做的这些产品并不是今天中国住宅市场上的主流产品，但是我们觉得是未来应该成为中国住宅发展的一个选项，拿出当代的一些建设项目实践和大家做一些分享。

  其实绿色建筑或者健康住宅的终极目标到底是什么？今天上午各位专家，包括世界卫生组织也包括仲博士介绍的，讲得非常清楚，健康住宅有一个非常明确的定位，我们建设住宅，有许许多多的目标，但是最终目标是什么，住宅还是为人服务，并不是建住宅一定会消耗资源，消耗能源，但是并不是为节能而节能，为节材而节材，因为建设住宅一定有建设住宅的需求，这个需求是满足人的需求，这才是目标。当然满足人的需求的同时应该保护环境，应该减少资源消耗等等，所以我们看，目前中国住宅的能耗和发达国家相比，其实有很大的差距，总体上来讲，中国的建筑能耗，特别是住宅能耗远远低于发达国家，并不代表中国的住宅技术或者住宅节能做得更好，而是由于中国的经济发展水平还达不到发达国家的水平，和美国相比，差将近10倍，包括在南欧、日本，没有采取的意大利，仍然比他们的能耗低很多。但是未来的趋势是中国的住宅能耗一定会逐年增加，清华大学有每年的中国建筑节能的年鉴，他们的统计表明，2008年开始每年都有一个报告，中国只有北方地区的住宅采暖能耗下降，其他的像这里的空调、生活热水、照明、家用电器的能耗都是逐年上升，特别是空调能耗在逐年上升，一方面说明中国的建筑节能，特别是北方地区的被动设计，保温和隔热这样的设计有了很大的成效，所以北方地区的采暖能耗在下降，但是其他方面的建筑能耗还是在不断的增加，其实我们要解决的问题，不管健康住宅也好还是绿色建筑也好，就是在满足消费者需求的前提下，降低能源消耗，降低资源消耗使得经济发展和环境保护能够同步。

  中国的住宅能耗，大家看，虽然从1986年第一个建筑节能标准，北方地区的30%的节能标准出台，十几年来中国建筑节能有很大的进步，不管是单位建筑能耗和总能耗的比例都是一直在上升的，反映了我们整个经济发展和建筑行业的本身的一个客观规律。

  当代在做什么工作？其实有这样的一个背景，当代在绿色建筑实践和健康住宅实践上做了一些努力，而且得到了住宅工程中心仲继寿博士很好的指导。在2000年到2004年万国城第一期的建设项目，当时仅仅按照国家的标准，50%的节能标准，我们的实践证明，只要严格按照国家的节能标准去做，仍然能够让建筑能耗有实质性的下降。比如说，这样的住宅，万国城第一期的住宅我们实测的指标只有11.2瓦，整个采暖40.32瓦。中国北方地区包括寒冷地区住宅的采暖能耗平均是80到130瓦，严寒地区到120瓦。万国城第一期标准虽然没有超出国家节能标准，只要严格执行国家节能设计标准，合理的运行，能够做到能耗是40.32瓦，这是在建筑的入口处实测的建筑能耗，还应该再加上10%左右的能耗。

  万国城第二期用了更高的节能标准，由于是瑞士的顾问公司做的建筑顾问，所以它的特征是高舒适、低能耗，能耗标准直接引用当时的2000年那一版欧洲瑞士的节能标准，不论是外墙的保温隔热，外窗的性能包括整个遮阳系统，包括它的采暖制冷，通风系统都用了很多当时国内不太常见的新的技术。我们也对这样的第二期五栋住宅公寓进行了长时间的检测，采暖指标是7.6瓦，它的采暖热指标只有7.6瓦，而且7.6瓦热指标是指的室内在冬季任何时候，测量室内温度都不会低于22度，非常高的标准。采暖能耗11.2千瓦/小时，这是中央空调的系统，全年的365天连续室内温度控制，夏季的冷指标有4.2瓦，制冷加新风整个系统的能耗是15.31瓦/小时，夏季制冷的能耗15千瓦/小时能耗也是非常低的指标，这个指标和家用空调相比并不低，自己家里头装空调差不多5000瓦/小时左右，如果自己家里装空调，一个夏天，一般北京的居民家庭大概空调工作200个小时和250个小时，当代是3000个小时，它的耗能是15千瓦/小时和工作200个小时耗5000瓦/小时的是不一样的。

  2005年到2009年当代开发了独栋低密度住宅，这个项目用了更多的节能技术，除了被动技术之外，高性能的保温隔热制冷系统地源热泵这种采暖，太阳能的生活热水，刚刚高总讲的不推荐的形式，因为我们是把新风系统先通过大概50米左右的地下管道，用地下比较稳定的温度夏季进行新风的冷却，冬季进行新风预热，这样一些新的建筑技术。

  在安宁庄的项目19万平米的居住社区，65%的节能标准，这个项目设计的时候，按76%、77%的节能标准，比当时国内的节能标准更提高一些，包括使用的技术可以调节的玻璃外遮阳，用直燃机集中供冷供暖生活热水。用废气预热或者预冷新风，再送到室内。这个遮阳系统能够有效地挡住夏天热辐射，使得制冷能耗大幅度降低。

  万国城第三期是2004年到2008年建设项目，这个项目是城市综合体的概念，包括住宅、商业、办公、酒店、幼儿园还有配套服务、文化设施，电影院、书店还有剧场，是城市综合体的概念，这个项目设计进一步从城市的视角来探讨绿色建筑与绿色社区，也包括健康的概念。所谓的健康建筑不但关心生理上的健康还要关心生理上的健康，他的精神需求，对于一个社区的居民满足了基本的生活需求之外，他需要社交，需要消费，需要娱乐，如何在一个社区里头，尽可能多的为周边居民或者周边城市做出巨大的贡献，这是这个项目开发的重要内容。

  这个项目获得2008年美国的可持续建筑奖，2009年世界最佳高层建筑奖，2010年获得LEED ND最终认证，2013年获得中国绿建三星运营指标认证。这个项目也是詹天佑奖的获奖项目，也是北京市科技进步奖的获奖项目。

  上面都是已经做过的项目，当代下一代的住宅产品是什么样的？我把研发的情况给大家做一个介绍，重点就是关于绿色建筑或者健康建筑要做什么事情，也是它面对的挑战。首先，我们的建筑备用技术，如何能够兼顾冬夏，欧洲的被动房非常成熟的技术，但是欧洲所有被动房主要是针对冬季的采暖，因为欧洲大部分地区，除了南欧，到了西班牙，意大利南部地区有夏季制冷的要求，绝大部分西欧、北欧主要是冬季动暖，夏季只要有合适的通风遮阳和隔热措施住宅是不需要供冷的，中国幅员辽阔有着非常酷暑的夏季，要兼顾冬夏是非常困难的事情，解决了冬天的事情，夏季反倒屋里更热，出现这种情况。讨论非常多的在夏热冬冷地区要不要供暖？

  今年的人民日报曾经报道过当代的项目，南方究竟有多冷？室内的温度，6度、7度、5度，2度，南昌4度，长沙8度，这是什么概念呢？室内温度是低到危害健康的温度，因为世界卫生组织讲的话，舒适的温度应该在18度以上是舒适的温度，而危害健康的温度，室内温度不能低于12度，低于12度危害人的健康。实际情况，16个省市，5.5亿人口，大部分没有供暖的住宅冬季室内情况大概就是这样一个调研结果。所以当代在这个区域的住宅设计上，既是考虑消费者的需求，同时也考虑我们健康住宅的要求，当代在所有的住宅都采用集中供暖的方式，在学术界有很大的争议，很多专家非常反对在夏热冬冷地区反对集中供暖，学术上的争议可以讨论，但是我把当代具体的工程实践给大家做一些介绍。

  在夏热冬冷地区主要的技术策略，一定要坚固冬夏，如何来解决建筑舒适度的问题，首先还是用被动技术来解决，被动优先这个永远是正确的。只要进入冬季，连续五天的平均温度低于10度的时候，那就反映进行集中连续供暖，保证室内温度在舒适的18度。在夏季利用免费的冷源进行降温，不需要花钱，能够给住宅降温，这个免费的冷源来自于地下水、地表水，我们实测，比如说在长沙地下水的温度19度，南昌19.5度这样的水温足以给室内降温了。高质量的生活热水供应，虽然是普通住宅，我们仍然在普通住宅里面采用集中的生活热水系统，设定量化的能耗指标，我们不是说把保温做厚一点，节能了，或者说把窗户的K值做得小一点节能了，要有量化指标，夏季空调的耗电量是多少，生活热水加热每一吨水的指标是多少，这样的指标来设定建筑性能和要求，还要计算不同方案的碳排放，不同能源方案碳排放方案是不一样的，这个电是火力发电，如果烧天然气也能算得出来，不同的能源方案、技术策略实际上能够反映出不同方案的碳排放的多与少，当然我们希望选择一个成本低、运行费用低，同时碳排放少的方案，这样能够坚固舒适、节能、绿色、低碳。

  首先就是被动技术的应用，包括这种中小套型的集合住宅，体形系数只有0.23，这么小的系数如何做到通风，90平米以下的三居室，而且90平米以下的三居室做到功能齐全，入口的玄关、厨房、客厅都要做到舒适，功能齐全，还能够有很好的自然通风采光，这其实是相当困难的。针对这样的建筑设计进行全年动态的建筑热工分析，并不是计算冬天的温度，决定我们的技术系统来做。所以被动技术是最重要的一方面。利用被动技术和高能效的设备要求各自贡献50%的建筑节能目标，那也就是说，我们目标在夏热冬冷地区，节能住宅的标准50%，我们把它提高到60%到70%，70%用被动技术，降低建筑能耗，让它贡献50%的能耗降低用高效的设备系统，锅炉和高效的热泵相比，热泵比锅炉节能。所以提出来在夏热冬冷地区要五元过冬，20千瓦/小时的热能能够保证夏热冬冷的住宅冬季室内温度在18度以上，这是我们一开始提出的目标。

  比如说，高效率能源系统，我们用标准工况的主机夏季7度、12度，如果是热泵工况45度，溶液定制主机系统能效可以做得更高，比如说普通的螺杆机能够6.6的COP主机，我们要求COP不低于3，实际上系统COP能做到5.19，我们用7度电能够得到35千瓦小时的热能，这样整个系统能效可以做得更高一些。而且这种热泵机组兼顾制备生活热水，这样热泵系统可以全天地运行，而且在夏季制备生活热水的时候，只要在制热一定有冷，夏季制备生活热水的时候，可以用免费的冷给建筑，给住宅进行免费的辅助降温。在采暖季结束的时候，这是7月份，这是9月份，7月份的时候温度已经在上升，到9月份的时候，在制冷季结束的时候，整个地下的温度都在上升，地下温度场需要平衡，冬季提取热量的时候，地下温度越来越冷，这种平衡，特别是大体机的地源热泵系统考虑地下温度场的平衡，刚才提到的我们可以在冬季的时候，夏天利用低温就可以得到免费的冷，把免费的冷送到建筑里面去，就能给建筑降温，是效率非常高的辅助降温的方式。

  刚才讲的低温辐射的方式有利于提高热泵系统的能效，而且有非常好的热舒适度，免费的为建筑供冷。这是2012年实测的南昌项目，离机房最远的22号楼，这是15度、20度，室内平均温度基本上是在18度到20度之间，客户满意度非常高。当代对所有的建设项目均进行运行能效的实际监测，运营监测结果，它的主机COP，4号主机和5号主机为7.10和6.81，长沙的项目平均主机COP能效比也是6.3，有很好的运行效果。这是长沙第二期COP达到5.19，这是实测的结果。

  用传统的供热系统，我们进行了比较，如果用燃气锅炉初投资比较省，初投资211万，如果用水源热泵445万，如果用地埋管的系统还要再增加100万左右，500万到600万，但是运行费用差距很大，按照当代的系统，如果用燃气锅炉供暖，一个冬季一平米需要10元的费用，但是如果用热泵系统，我们能耗只有4.5元，为什么说5元过冬呢，我们计算的能耗只有4.5元，所以是非常便宜的收费。比较起来，大概需要5.2年就能够回收我们的初投资的增加，其实它的效益不仅仅是它的降低能耗减少二氧化碳的排放，虽然静态回收5.2年，从财务来讲并不是特别好的财务指标，但是从保护环境，从减少温室气体排放等等方面来讲，其实我们觉得这是一个优势非常明显的系统方案。

  第三就是夏季我们可以利用地下岩土的蓄冷为建筑免费供冷，水跟地下的冬季采暖季结束之后，冷却下来的土壤进行热交换，把这些按照低温的水大概21度的水送进辐射系统的楼板，这样能为建筑降温，由于水温一直控制在露点温度之上，所以它只能处理显热，不能处理浅热，把这个空调放在除湿的模式下能够使温度达到舒适的温度和湿度，我们进行了建筑的实测，开启辅助降温系统和没有开启辅助降温系统效果还是非常明显。我们实际运行的结果，通过两个循环泵提高平均供冷量1100瓦，建筑面积供冷量约18瓦，免费供冷的系统效率COP约26.7，效率非常高。

  我们在长沙、南昌、仙桃这样的项目都进行了实际的运行，取得了比较好的效果，可以降低室温2到4度，由于它不能除湿，相对温度增加，室内相对温度80%左右，人进到房间以后觉得湿度大，只要开启空调的除湿功能，这个房间温度能够达到舒适温度，一般的情况用这样的系统在南昌实测的时候，特别今年夏天非常非常热，室温往往在33度到34度，有这个系统之后在30度左右。我们特别关注了室内结露的现象。

  第四生活热水供应，不是没有需求，只是开发商不敢做，确实是这样，所有的集中供应热水系统都在赔钱，但是我们觉得对于高品质的居住，特别是健康住宅来讲打开龙头就有生活热水，随时能够洗澡，这是现代住宅的一个必要的要求。所以当代仍然坚持在普通住宅上用这种集中的生活热水供应，方式优先用热泵系统，因为热泵系统效率更高，同时在低密度2以下的容积率，我们用太阳能和热泵系统联合运行的方式。因为冬季热泵制热的时候，主要供应建筑的采暖，可以有一个调风的锅炉，冬季进行联合运用。对于全热回收的热泵再和能源塔结合，刚才潘教授讲了这样的方式，每吨水的加热费可低至12元，电加热16元，燃油锅炉需要44元，而用热泵制热一吨水加热费只有12元，集中的热水供应，而且当代可以很好的解决在循环系统耗热的问题，避免放冷水时间过长，我们要求每一户最远端的用水点，打开龙头以后8秒钟有热水，解决好循环系统的能耗其实是非常重要的降低生活热水加热费的方式，当地自己设计了一套新型的循环系统，既能够保证打开龙头不超过8秒钟有热水，又保证能节省能源。改善居住建筑的热舒适度与建筑节能并不矛盾，因地制宜、科学决策、系统集成是成功的关键。重要的是明确政策法规、完善市场机制、推动公众的认知。

  我们希望当代和大家一起努力，推动中国住宅技术的进步，谢谢大家！