产业报告2025丨第五篇技术篇:二、绿色低碳年度颠覆性创新技术:高寒地区近零能耗建筑清洁供暖集成技术体系示范_社会热点_资讯

产业报告2025丨第五篇技术篇:二、绿色低碳年度颠覆性创新技术:高寒地区近零能耗建筑清洁供暖集成技术体系示范

2026-04-02 22:36

产业报告2025丨第五篇技术篇:二、绿色低碳年度颠覆性创新技术:高寒地区近零能耗建筑清洁供暖集成技术体系示范

第五篇技术篇

二、绿色低碳年度颠覆性创新技术

4.高寒地区近零能耗建筑清洁供暖集成技术体系示范

（1）创新技术介绍

1）技术背景、行业痛点难点

从世界范围看，欧美发达国家为应对气候变化和极端天气、实现可持续发展战略，分别制定建筑迈向更低能耗的中长期（2020年、2030年、2050年）发展目标并出台相应政策，推动近零能耗建筑已经成为全球建筑节能发展趋势。我国建筑节能工作经过30余年发展，已建立覆盖全部气候区、覆盖全部建筑类型、覆盖工程建设全过程的标准体系，完成了“30%-50%-65%”的三步走节能战略。近十余年，我国通过国际科技合作专项、国家重点研发计划和地方科研支撑项目等平台和渠道，投入超亿元经费支持近零能耗建筑的基础理论研究、技术创新和工程应用等，于2019年，住房和城乡建设部发布了国家标准《近零能耗建筑技术标准（GB/T51350-2019）》，首次确立了我国近零能耗建筑的概念和不同气候区不同类型近零能耗建筑技术指标体系，为我国近零能耗建筑的设计、施工、运行等环节的建设提供了依据。我国近零能耗建筑经历了从认识到普及，从零标准到系列标准制定，从探索试点到示范推广，配套产业从稀缺到丰富的过程，实现了从政策文件、标准制定、技术迭代、产业形成、行业监管到项目落地的全方位发展。

2）解决的核心问题

近零能耗建筑通过技术创新与模式重构，系统性解决了传统建筑的能源浪费、碳排放、舒适性差等问题，其价值不仅在于单体建筑节能，更在于推动建筑产业向绿色化、智能化、低碳化转型，为实现“双碳”目标提供核心支撑。

3）主要技术原理

a.结合被动式设计理念优化建筑设计

建设近零能耗建筑，首先要遵循技术原理，合理规划设计方案，以被动式设计为基础，同时主动地优化调整，并借助各类辅助措施，最大限度地降低建筑物对传统能源的消耗量。为了使建筑物实现节约能源的基本目标，在建筑物设计阶段，应确保建筑物建设能够与当地气候环境深度融合。通常来看，被动式设计在建筑结构设计中普遍存在，而通过改变建筑物细节设计，如建筑朝向、隔热涂层等方面，可以取得比常规建筑设计类型更优秀的节能效果。

b.高性能围护结构

建设更高质量的建筑围护结构，将有效提升建筑物的保温性能，在提升建筑质量的同时，热能损失将进一步降低，这对于解决我国严寒、寒冷地区建筑物的保温隔热构造问题具有积极意义。通常来看，建筑围护结构可以由加气块、保温材料组合构成，通过优化结构设计，保温围护结构的实用性将显著增强。在窗户安装上，选择多层隔热玻璃，并在空气夹层内填充氩气、氦气等气体。与此同时，在建筑物屋顶进行绿化植物建设，可改善居民居住环境，优化围护结构构造。基于以上围护结构的优化构造，房屋自身的隔热性能将充分提升，隔音性能也会显著提高。

c.无热桥及气密性处理

热桥的存在使得建筑结构内部温度分布不均匀，墙体平均热阻减小，导致建筑热负荷增大，近零能耗建筑需要进行消除或削弱热桥的专项设计。热桥处理部位主要集中在外墙、屋面、外窗、外门、遮阳设施、女儿墙、地下室、穿墙风管等，具体做法包括：外墙及屋面采用双层保温错缝粘接方式，避免保温材料间出现通缝；墙角处采用成型保温构件；保温层采用断热桥锚栓固定；管道穿外墙等部位预留套管并预留足够的保温间隙等。

建筑气密性也是围护结构传热的主要影响因素，对室内的热湿环境质量、空气品质和隔声性能的影响也至关重要，是近零能耗建筑的重要技术指标。气密性薄弱的地方主要集中在门窗四周与洞口连接处、门窗本身、管道或管线穿墙/屋面等部位。主要气密性措施包括选用气密性等级高的外门窗；选用适用的气密性材料做节点气密性处理，如气密性薄膜、专用膨胀密封条等；对门洞、窗洞、电气接线盒、管线贯穿处等易发生气密性问题的部位，进行专项节点设计。

d.高效新风热回收系统

新风热回收系统是近零能耗建筑实现“能源自给”与“健康人居”双重目标的核心技术之一。其价值不仅体现在采用热回收装置降低新风系统能耗的直接节能上，更在于通过空气质量优化提升建筑使用价值。未来发展方向将聚焦于智能化、模块化、零维护化，并与光伏、储能等系统深度融合，最终推动建筑向“能源正循环”模式转型。

e.充分利用太阳能等可再生能源

太阳能是一种清洁能源，对太阳能的开发和利用，不会对自然环境造成影响。基于太阳能板实现的光电转化和光热转化，是有效开发和利用太阳能能源的基本形式。我国大部分地区都充分认识到了太阳能能源的重要性，并积极采取措施，利用各类设备，使太阳能承担了生活供热和供电等基本生活用途。在建筑物的屋面铺设大面积的太阳能光电板，可以有效拓展太阳能的采集面积，基于对光电板铺设角度的优化调整，太阳能资源将得到更充分的开发利用。与此同时，当前我国的太阳能热水器使用和普及程度已经达到较高水平，太阳能热水器和太阳能热风器，将为我国严寒、寒冷地区的住户提供大量热能，能够基本满足一些户型较小用户的采暖需求。太阳能在我国严寒、寒冷地区的近零能耗建筑建设过程中具有十分广阔的应用价值，而基于对绿色能源的初步开发应用，建筑自身的能源消耗将大大减少，这对于我国践行可持续发展理念具有重要意义。

4）总体应用效果

近零能耗建筑通过系统性技术集成与模式创新，实现了“能源自给、环境友好、经济可行”的三重目标。其应用效果已得到全球500+示范项目的实证支持，未来十年将成为建筑行业低碳转型的核心载体。北京、上海、山东、河北、河南、江苏等多个省市出台鼓励政策和地方标准规范，全国在建及建成的近零能耗建筑面积已超1200万平方米，呈现出从北向南、从东向西的规模推广趋势。随着近零能耗建筑技术体系逐步成熟、增量成本下降带来投资回收期逐渐缩短，设计咨询能力逐步建立、上下游产业链逐步完善，近零能耗建筑将从试点示范阶段进入规划化推广、城市级推荐的新阶段。

5）商业化进展程度

目前，世界各国均建立近零能耗相关的标准，通过政策驱动加速近零能耗建筑技术落地，欧盟《建筑能效指令》（2025修订版）强制要求所有新建建筑达到近零能耗（nZEB）标准，存量建筑改造率目标提升至35%；美国通过《通货膨胀削减法案》（IRA 2022）提供30%税收抵免，推动净零建筑认证项目激增47%（2022年数据）；日本推行“ZEB+碳中和”双认证体系，要求2030年所有新建公共建筑实现碳中和；新加坡实施“建筑能效分级制度”（BEE），近零能耗建筑可获30%容积率奖励；非洲撒哈拉以南地区启动“清洁能源建筑倡议”，太阳能光伏与地源热泵技术应用率年增长达22%。我国《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》明确提出2025年新建建筑节能标准较2020年提升20%，北京、上海等超大城市试点近零能耗建筑强制认证制度；北京、上海、天津、河北、陕西、黑龙江、江苏、浙江、湖南、宁夏、广东、海南等省市区已将近零能耗建筑纳入“十四五”规划。其中，2022年6月发布的《黑龙江省超低能耗建筑示范项目奖补资金管理暂行办法》，对超低能耗建筑单个项目提供最高1000万元资金支持；2022年10月发布的《北京市碳达峰实施方案》提出到2025年力争累计推广超低能耗建筑规模达到500万平方米，2022年7月发布的《上海市碳达峰实施方案》提到“十四五”期间落实超低能耗建筑示范项目不少于800万平方米。

近零能耗建筑商业模式也在不断创新，包括碳汇质押贷款和绿色债券等形式，其中北京首单近零能耗建筑碳汇质押贷款发放，利率低至3.8%，质押率可达碳资产估值的70%；华润置地发行15亿元可持续发展债券，募集资金专项用于绿色建筑项目。除此之外，还出现了其他新型运营模式，例如深圳前海深港合作区某商业综合体采用EPCO模式，节能服务费回收周期缩短至3.8年；浙江嘉兴工业园区采用共享储能系统的方式，通过建设10MW/20MWh储能电站，服务周边50栋近零能耗建筑，峰谷电价差收益占比达45%。

（2）示范项目介绍

1）示范项目基本情况

示范项目位于青海省果洛州玛沁县大武镇，总建筑面积670平方米，地上两层，室内的主要功能房间为羽毛球馆、氧吧、休息室及配套用房。项目属于国际首创，在高寒高海拔地区（3700米）开展增压、增氧、近零能耗的创新应用，近零能耗认证、绿建三星认证、科技部示范工程、青海省示范工程，均为当地首创且唯一。项目目标是在有限的增量成本下，基于当地高寒高海拔的气候条件，充分利用丰富的太阳能资源，借鉴被动式建筑技术体系，采用高效的低能耗辅助供热系统，充分利用可再生能源，营造室内温湿度适宜、富氧增压的近零能耗绿色建筑。

a.绿色建筑技术体系

项目从节能、节地、节水、节材、室内环境等方面采取了多种综合措施，为当地首个绿色建筑三星级项目。

图5-12 本项目绿色建筑技术体系

b.近零能耗技术体系

本项目作为“十三五”国家重点研发专项“近零能耗建筑技术体系及关键技术开发”示范项目，主要采用如下技术。

图5-13 本项目近零能耗建筑技术体系

c.增压增氧关键技术

本项目是国际首例增压、增氧近零能耗建筑，为减少低氧气浓度对居民身体健康产生的不利影响，该项目可通过提升室内氧气浓度，人工制造富氧环境，用于改善使用者的身体健康状态。通过设置增压增氧设备，实现室内、外压差可实现0-+200pa可调，同时室内氧气浓度与海拔2700米相当。

图5-14 本项目增压增氧关键技术

d.可再生能源利用技术

本项目作为“十三五”国家重点研发专项“藏区、西北及高原地区利用可再生能源采暖空调新技术”示范工程，采用太阳能热风系统、相变储热系统、超低温空气源热泵、光伏发电等一系列可再生能源技术。

太阳能综合利用技术：当地有丰富的太阳能资源，本项目设置坡屋面造型以增加太阳能得热，在适宜朝向设置空气相变型太阳能集热系统，收集的太阳能热水优先供给生活热水储水罐，用来提供活动中心的生活热水；当生活热水罐中水温达到要求后，切换阀门，用太阳能热水加热太阳能蓄热水箱，蓄积的热量将用于预热新风或加热地暖盘管回水。此外，屋顶设置太阳能光伏系统，用于建筑照明和插座用电。

余热和太阳能预热新风及高效新风热回收：在严寒的冬季，果洛地区室外温度低于-20℃，如果处理不当，加热寒冷的室外新风的负荷将产生很大的能耗。由于项目希望维持室内较高的正压，必须充分借鉴被动房高气密性措施，通过加强建筑气密性，减少不必要的无组织渗透风和因加压造成的漏风。此外，项目设计多级新风加热策略，首先当太阳能辐射充足时，利用太阳能防冻液一次热水预加热新风，然后在制氧装置运行时利用制氧装置的预热，进一步加热室外新风，然后新风经过高效热回收装置或直接通过加压机组进入室内，当新风工况不能满足室内舒适度要求时，可进一步使用太阳能蓄热水罐中的热水或空气源热泵加热。

低温空气源热泵及低温运行改善措施：为节约成本，项目采用低温空气源热泵作为主要辅助热源，在-20℃时能够正常供热，为提高空气源热泵蒸发温度，将制氧机组排风位置布置在空气源热泵室外机附近，并设置排风罩，改善气流组织，尽量利用较高温度的排风改善低温空气源热泵工况，延长空气源热泵工作时间，提高制热效率。

图5-15 本项目可再生能源利用关键技术

e.群智能建筑技术

作为“十三五”国家重点研发专项“新型建筑智能化系统平台技术”示范工程，采用如下智慧控制技术。

图5-16 本项目采用的群智能建筑技术

2）项目的示范效果、意义、可推广性分析

本项目为“十三五”国家重点研发专项“新型建筑智能化系统平台技术”示范工程、“十三五”国家重点研发专项“近零能耗建筑技术体系及关键技术开发”示范项目、“十三五”国家重点研发专项“藏区、西北及高原地区利用可再生能源采暖空调新技术”示范工程、青海省科技厅科研项目“高寒高海拔地区被动式超低能耗建筑清洁供暖集成技术体系研究与示范”。2021年，被认定为青海省科研科普基地，果洛藏族自治州科技局建设的省政府常务会议拟定为“民生十件实事着力改善人居环境”专项建设工程。本项目关键技术指标达到严寒地区同类建筑的国际领先水平，高寒、高海拔、富氧、增压的近零能耗建筑未见国际同类型经验。

随着近零能耗建筑的推广普及逐步发展壮大，产业链日趋完善，近零能耗建筑的示范和推广带动了高性能建筑部品和技术的广泛应用与推广, 如高效节能的复合外墙保温系统、高效节能外门窗系统、断热桥的技术与构件、提高建筑气密性的技术与材料、高效热回收新风系统、用于辅助供热（供冷）和生活热水的可再生能源系统等。高性能外墙、屋面、地面的复合保温系统以及高性能的外门窗系统，其非透明围护结构传热系数可控制在 0.1~0.2W/(m2·a)，透明围护结构传热系数可控制在 0.6~1.0W/(m2·a)，建筑各部品性能参数也基本与发达国家水平一致，空气源热泵、太阳能光热、地源热泵、光伏等可再生能源的应用比例逐渐升高。同时，近零能耗建筑项目的增量成本呈逐年下降的趋势，到2020年，以节能率为65%的普通建筑成本为基准，近零能耗居住建筑的增量成本降至600元/m2，公共建筑降至1000 元/m2，而随着普通建筑能效水平的不断提升，建造成本不断提高，近零能耗建筑的增量成本持续下降。

3）综合效益

a.节能降碳效益

本项目通过体型控制和阳光房的设置，设置多种室内环境缓冲区，利用坡屋顶获得更多的太阳能得热，提高建筑气密性，利用自然得热降低供热负荷。在增压增氧前提下，本体节能率达到86%，其中总能耗中暖通空调比例为62%，插座用电1%，照明用电1%，制氧机等特殊用电能耗达到36%。增压增氧系统和暖通空调用电是用能的主要部分。供暖、空调和照明年平均能耗为28.05kWh/㎡a，相对于当地108.5kWh/㎡a的基准值，相对节能率达到74.1%。

b.社会效益

超低/近零能耗建筑在我国已全面推广，在太阳能资源丰富的高寒地区开展近零能耗建筑建设已成为解决当地常规能源不足的可行路径，是在高寒地区提升建筑能效水平的重要手段，可再生能源的利用对于降低建筑领域能耗和碳排放均具有重要意义，项目有效指导高寒高海拔地区超低/近零能耗建筑清洁供暖集成技术的示范和应用，通过对高寒高海拔地区被动式超低能耗建筑的围护结构关键技术体系和太阳能供暖与新风系统耦合应用开展研究，完善了高寒高海拔地区被动式超低能耗建筑清洁供暖集成技术体系。项目建成将成为高寒高海拔地区的第一栋被动式超低能耗公共建筑，对超低能耗建筑耦合供暖技术应用效果进行有效验证，有效填补这一技术在高原高海拔地区的空白，为推动我国建筑节能事业的发展起到积极的推动作用。