3月24日,北京一处“零能耗、零排放、自循环生态住宅”通过了由国家发改委、住建部、中国可再生能源学会等单位专家组成的专家组评审验收。
这处以太阳能、生物能、地表能为能源的“零能耗、零排放、自循环”住宅是北京奇迪惠民科技投资有限公司开发设计的新型节能建筑。说它“零能耗、零排放”并不是不耗能、不排放,而是指建筑在实现低能耗的基础上补充太阳能、风能和地表能等可再生资源,达到节约或者不用传统化石能源的目的。
这处外表看似普通的住宅,应用了多项科技手段,包括综合利用太阳能光伏组件阵列、市电和备用沼气发电、垃圾发电的并网混合供电系统。其发电量可满足一般家庭生活所需的照明、做饭、取暖等,生活垃圾也能直接用来生产沼气。据测算,一个普通的三口之家依照这种模式过日子,一年可节省水电、采暖费用数千元。
太阳能、沼气发电满足用电需求
仔细观察,笔者发现“零能耗、零排放、自循环”住宅处处都是“机关”,自循环生态住宅弧面瓦、墙体、弧面采光墙等部分由多种形式的太阳能电池组件组成。太阳能电源供应系统满足生态住宅建筑每天电能需求70%,不足部分通过沼气发电或垃圾发电补充,在连续阴天时,也可以通过沼气发电、垃圾发电或电网供电予以补充。
根据测算,这样一套住宅占地大约90平方米,屋顶上安装的4.6千瓦光伏组件在光照充足的情况下,每天约产生14千瓦时的电能。
走进住宅,记者看到厨房和室外分别装有粉碎装置,还有看不见的沼气发酵系统就埋在住宅外的地下。在这套系统下,整个住宅区域所产生的生物质垃圾,包括厨房内的菜叶、饭菜渣、贝壳、瓜皮果壳等,以及从建筑周围修剪下来的花草植被等生物有机质废弃物,经过粉碎装置处理后,带入管道加入到生物质能沼气发生系统中,生产沼气用以厨房燃气,同时通过发电系统发电,补充住宅对电力的需求。
地源热泵空调利用让房间冬暖夏凉
空调、暖气是耗能较多的一块。而在这个自循环生态住宅内,利用地源热泵空调就可以免费实现房间的冬暖夏凉。
工程师马强说:“大地土壤提供了一个很好的免费能量储存源泉,实现了能量的季节转换。”
他进一步解释说,地源热泵空调系统是把热交换器埋于地下,通过水在由高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动,从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。夏季通过热泵将房间内的热量转移到地下,对房间进行降温,同时储存能量。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间,对房间供暖,同时储存冷量,以备夏用。整个过程只消耗少量电能。
马强介绍,除了上面提到的太阳能、沼气、地源热泵空调等节能环保技术,这处住宅还使用现代施工工艺,提高施工效率和材料的复用程度,减少废弃物和垃圾。“建造过程低耗能、全环保,建造劳动强度减小80%,建造时间缩短65%以上,建筑垃圾排放量减少88%以上,建筑材料可回收利用率在89%以上。”
节能减排一笔大账
这样一座全部电力供应均来自太阳能、沼气能和生物质能三大绿色能源的住宅,能够节约多少能源?
奇迪惠民公司董事长周奇迪从大环保的角度,给笔者算了一笔账:按照200住户2万平方米的生态集成住宅社区来算,实施太阳能、地表能和生物质能循环利用后,能源100%自给自足。相当于每年节省标准煤1188吨,实现减排二氧化碳3196吨,减排二氧化硫10098千克,减排氮氧化物8791千克。
目前,我国的建筑能源结构主要以煤为主,由此造成的环境问题已相当突出。数据显示,建筑能耗的温室气体已占我国温室气体排放的25%。我国北方城市冬季由于燃煤导致空气污染指数是世界卫生组织推荐的最高标准的2~5倍。
推进我国建筑节能工作发展,已经不仅仅是一个社会问题,而且是关系到我国温室气体减排,减少环境污染的重大工程。如果在全国农村大面积推广“零能耗、零排放、自循环”住宅,对减少我国温室气体排放将起到极大的推动作用。