从“零能耗小屋”看低碳减排新路径

2022-09-07

  明亮的小屋内凉风习习,屋外声音嘈杂,屋内静谧如画。在2022年太原能源低碳发展论坛上,“零能耗小屋”因其前卫的设计以及对低碳理念的应用,受到关注。

  小屋之所以被称为“零能耗”,是因为在建造过程中小屋只是单纯地将材料进行堆叠,而在使用过程中,也做到能源的自给自足。

  “小屋的框架是由轻钢结构搭建,再用气凝胶复合材料进行填充,形成了保温隔热的房屋立面;地板下方的石墨烯地热膜给小屋提供了热源;屋顶的光伏板能供给小屋内的能源需求。”小屋的建造方华阳新材料集团宏厦三建研发中心的一名负责人李欣说。

  走到小屋的内墙处,一块挖空的墙壁显示着墙体的多层材料:一层气凝胶防火保温板、一层气凝胶毡、一层石墨模塑聚苯板以及一层竹木纤维板。李欣告诉记者,这些材料重量很轻,但强度和抗震性却高于普通的混凝土。

  “夏天户外温度很高,但如果关闭门窗,小屋内的温度能始终保持比室外低7度左右,这就是保温隔热新材料带来的好处。”李欣说,这种材料在极寒、极热的环境下应用领域更广泛。

  小屋内还放置着多种电器,李欣介绍,小屋内的电器运转、照明等全部依靠屋顶的光伏板。“因为现在小屋的功能相对单一,耗电量也较小,因此屋顶只装配了6块光伏板,并配备了一台钠离子储能电池机组,如果应用场景变复杂,发电量和储电量可以再加好几倍,足够满足大多数的应用场景。”李欣说。

  小屋的低碳不仅因为消耗少,也因为其在细微之处的新材料运用:纳米纤维防雾霾纱窗不仅过滤性好,耐磨性、透气透光性也极佳;气凝胶复合防火门不仅具有极高的耐火性,抗震、隔音效果也好于普通门窗;高效新风回收机组与石墨烯地热膜形成闭环,高效能的冷热源回收、转换机组让小屋实现智能化恒温。

  新材料的运用也缩短了小屋的建造时间,这个小屋的建设只用了10天,高6米、建筑面积176平方米的小屋总重量只有10吨。“我们的小屋还可以再次还原成材料,并且在别的地方再次搭建。”李欣说。

  小屋的成功建造依靠了华阳新材料集团新材料的优势,作为山西省最大的高科技新材料产业集团,华阳新材料集团在绿色节能建筑产业方面有很大突破,以气凝胶粉体为基础,推动基础建材做“绿”、功能性建材做“新”,创新开发了高性能气凝胶保温隔热毡、气凝胶A级防火保温一体板、特种水泥等新型绿色建材,集成研发了“零能”被动式智慧建筑。

  “小屋能达到零能耗,是通过不同新材料的相互配合,低碳材料低碳使用是关键,通过材料叠加效应,在不同的场景下发挥出每种新材料的特性,来达到低碳、减排的效果。”华阳新材料集团宏厦三建钢结构分公司经理赵绘斌说。

  如今,“零能耗小屋”的设计理念已经在华阳新材料集团的许多产品上实现了应用,运用低碳减排理念建造的核酸检测屋、乡村民宿、消防设施等已经大量投入使用。