建筑行業(yè)是我國的碳排放大戶,據(jù)研究顯示建筑運(yùn)行階段碳排放約為21.3億噸,占全國碳排放的比重為21.6%。在“雙碳”目標(biāo)下,建筑行業(yè)如何摘掉“高碳”帽子? 1、五大路徑:提升建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),消除建筑運(yùn)行碳排放,減少建材碳排放,優(yōu)化調(diào)整建筑流線和功能,使用超高能效設(shè)備及能源替代。 2、實(shí)施方案:降低成熟建造技術(shù)造價(jià),推廣新能源技術(shù)的應(yīng)用,挖掘本土低碳建筑材料,優(yōu)化區(qū)域建筑能源應(yīng)用,加強(qiáng)建筑信息化管理。 我挑選了10份建筑行業(yè)碳中和深度資料,包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)導(dǎo)則、專家及院士PPT、先進(jìn)案例等內(nèi)容,大家可以搭配文章使用。 建筑行業(yè)是我國的碳排放“大戶”。據(jù)中國建筑節(jié)能協(xié)會(huì)去年年底發(fā)布的《中國建筑能耗與碳排放研究報(bào)告(2021)》顯示,2019年全國建筑全過程碳排放總量為49.97億噸二氧化碳,占全國碳排放的比重為50.6%。其中,建筑運(yùn)行階段碳排放21.3億噸二氧化碳,占全國碳排放的比重為21.6%。在“雙碳”目標(biāo)下,建筑行業(yè)如何摘掉“高碳”帽子? 01 建筑碳中和五大路徑 1、提升建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn) 從20世紀(jì)70年代后期開始,經(jīng)過了30多年的艱苦努力,我國的建筑節(jié)能經(jīng)歷了五個(gè)時(shí)代(如下圖)。 不同建筑的節(jié)能效果根據(jù)當(dāng)時(shí)實(shí)行的標(biāo)準(zhǔn)必定有較大的差異,尤其節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)重點(diǎn)就是提升圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能,以降低冬季采暖的熱需求,尤其對(duì)于北方集中采暖地區(qū),按照不同階段標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建造的居住建筑,其供暖熱需求差別能達(dá)到3倍以上。因此,對(duì)現(xiàn)有存量建筑進(jìn)行改造升級(jí)迫在眉睫。 圖源《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》 我國對(duì)建筑節(jié)能的需求在不斷提高,同時(shí)我國與國際接軌,建立了富有中國特色且符合中國國情的綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系。2019年發(fā)布的新版《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》,對(duì)于推動(dòng)我國綠色建筑向高質(zhì)量發(fā)展起到了很大作用。 2、消除建筑的運(yùn)行碳排放 除了直接碳排放外,由于建筑的電力熱力供應(yīng)造成的間接碳排放是建筑相關(guān)碳排放中的主要部分,降低這部分碳排放,并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)零碳或碳中和,是建筑減排和實(shí)現(xiàn)碳中和的主要任務(wù)。 為此,必須改變電力和熱力的生產(chǎn)方式,努力實(shí)現(xiàn)電力熱力生產(chǎn)的零碳或碳中和。核電、水電、風(fēng)電、光電以及以生物質(zhì)為燃料的火電都屬于零碳電力。 如果使這些電力成為我國的主要電源,只用少量的燃煤燃?xì)怆娏ψ鳛檠a(bǔ)充,再依靠一些二氧化碳捕捉和貯存的技術(shù),回收燃煤燃?xì)饣痣娕欧诺亩趸?,就有可能?shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)的碳中和。 圖源《江億院士:我國建筑碳達(dá)峰與碳中和》 江億院士在2021年成都綠建大會(huì)上作的“建筑部門實(shí)現(xiàn)碳中和的路徑”的報(bào)告中,提出“光儲(chǔ)直柔”建筑將成為發(fā)展零碳能源的重要支柱。 基于我國自然條件情況,在未來我國發(fā)展大比例的風(fēng)電光電的電源結(jié)構(gòu)背景下,建筑部門要實(shí)現(xiàn)碳中和,就應(yīng)大力發(fā)展建筑表面光伏發(fā)電,同時(shí),讓建筑消納周邊地區(qū)的風(fēng)電光電基地的零碳電力。而建筑實(shí)現(xiàn)靈活消納可再生電力的關(guān)鍵是柔性用電,即“光儲(chǔ)直柔”。 3、減少建材碳排放 現(xiàn)在每年的城鎮(zhèn)住宅和公建竣工面積維持在30~40億m2之間,但每年拆除的建筑面積也已經(jīng)將近20億m2。這表明我國房屋建造已經(jīng)從增加房屋供給以滿足剛需轉(zhuǎn)為拆舊蓋新以改善建筑性能和功能。 “大拆大建”已成為建筑行業(yè)的主要模式。持續(xù)的大拆大建,將持續(xù)導(dǎo)致對(duì)鋼鐵、建材的旺盛需求,鋼鐵和建材的生產(chǎn)也就將持續(xù)地旺盛下去,由此形成的碳排放就很難降下來。 圖源《建筑領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和實(shí)現(xiàn)路徑》 因此,改變既有建筑改造和升級(jí)換代模式,由大拆大建改為維修和改造,可以大幅度降低建材的用量,從而減少建材生產(chǎn)過程的碳排放。建筑產(chǎn)業(yè)應(yīng)實(shí)行轉(zhuǎn)型,從造新房轉(zhuǎn)為修舊房。這一轉(zhuǎn)型將大大減少房屋建設(shè)對(duì)鋼鐵、水泥等建材的大量需求,從而實(shí)現(xiàn)這些行業(yè)的減產(chǎn)和轉(zhuǎn)型。 4、優(yōu)化調(diào)整建筑流線和功能 從需求側(cè)來看,優(yōu)先采用降低能源負(fù)荷的手段,優(yōu)化調(diào)整建筑流線和功能,盡量采用免費(fèi)措施即不涉及工程造價(jià)的措施,如自然采光、自然通風(fēng)等。 其次,可以采用熱工性能更符合氣候特點(diǎn)的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu),如外墻、門窗、屋頂、遮陽,從源頭上降低建筑的能源需求。同時(shí),采用綠色、低碳、輕質(zhì)的建筑材料,能夠降低建筑材料及建筑垃圾所產(chǎn)生的碳排放。 5、用超高能效設(shè)備及能源替代 如LED燈、變頻水泵、磁懸浮冷機(jī)等,以及智能化管理手段,如智能充電樁、智能設(shè)備啟停等,提高能源使用效率,促進(jìn)深度節(jié)能減排。此外,通過加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)試和運(yùn)營管理,避免技術(shù)堆砌,以結(jié)果為導(dǎo)向?qū)崿F(xiàn)超低能耗建筑。 圖源《建筑領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和實(shí)現(xiàn)路徑》 通過建筑光伏一體化(BIPV)、儲(chǔ)能(電池儲(chǔ)能、冰蓄冷、相變材料等)、地源水源熱泵、生物質(zhì)發(fā)電、吸收式熱泵等技術(shù)充分利用本地的可再生能源及余熱余冷,替代化石能源的使用以降低碳排放。 02 建筑碳中和實(shí)施方案 1、降低成熟建造技術(shù)造價(jià) 高性能的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)是從源頭降低建筑用能需求的較為成熟的關(guān)鍵技術(shù)。然而,中國高性能的門、窗、外墻長期存在依賴國外進(jìn)口、造價(jià)較高等問題。通過技術(shù)引進(jìn)、產(chǎn)業(yè)本土化、工程作法創(chuàng)新等手段,可大幅降低高性能外圍護(hù)結(jié)構(gòu)等成熟技術(shù)的造價(jià),是實(shí)現(xiàn)建筑部門碳中和的關(guān)鍵方向。 2、推廣新能源技術(shù)的應(yīng)用 圖源《BIPV技術(shù)白皮書》 建筑光伏一體化(BIPV)、儲(chǔ)能、智能充電等是實(shí)現(xiàn)建筑碳中和的新興技術(shù)。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)性等方面來看,這些新興技術(shù)尚未成熟,仍需要政策與市場的大力支持。大規(guī)模推廣和利用有利于建筑碳中和的新技術(shù),將拓展建筑碳中和的技術(shù)選擇,可加速建筑碳中和的早日實(shí)現(xiàn)。 3、挖掘本土低碳建筑材料 近年來,盛產(chǎn)木材的歐美發(fā)達(dá)國家開始探索純木結(jié)構(gòu)等綠色低碳建筑材料,并積累了大量技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。然而,中國木材短缺,不適合走純木建筑的技術(shù)路線,而應(yīng)嘗試探索竹材、夯土等因地制宜的綠色、低碳、可回收的建筑材料,并加強(qiáng)傳統(tǒng)工藝的現(xiàn)代化發(fā)展,結(jié)合裝配式技術(shù),推動(dòng)中國建筑材料綠色低碳發(fā)展,為實(shí)現(xiàn)建筑全生命周期碳中和貢獻(xiàn)力量。 4、優(yōu)化區(qū)域建筑能源應(yīng)用 在類似中央商務(wù)區(qū)(CBD)、旅游度假區(qū)、創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園區(qū)等的區(qū)域內(nèi),建筑用冷、用熱、用電需求量大,采用傳統(tǒng)的能源供應(yīng)方式,將消耗大量一次能源。應(yīng)結(jié)合本地的資源條件,合理采用地源熱泵、水源熱泵、分布式光伏等可再生能源技術(shù),滿足區(qū)域用能需求。 5、加強(qiáng)建筑的信息化管理 圖源《建筑行業(yè)減排路徑和科技創(chuàng)新啟示》 建筑行業(yè)的信息化水平長期落后于其他行業(yè),而建筑碳中和的實(shí)現(xiàn)有賴于建筑信息化技術(shù)、建筑能耗模擬技術(shù)、建筑智能化管理技術(shù)的提升。通過建筑信息化技術(shù)推動(dòng)建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和智慧化的管理,提升建筑行業(yè)整體效率,實(shí)時(shí)追蹤并有效管理建筑碳排放。 03 建筑碳中和案例 1、中國建筑科學(xué)研究院示范樓 概況:項(xiàng)目設(shè)計(jì)定位面向中國建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展的核心問題,集成展示世界前沿的建筑節(jié)能和綠色建筑技術(shù),力爭打造為中國建筑節(jié)能科技未來發(fā)展的標(biāo)志性項(xiàng)目。 特點(diǎn):秉承“被動(dòng)優(yōu)先,主動(dòng)優(yōu)化,經(jīng)濟(jì)實(shí)用”的原則, 以先進(jìn)建筑能源技術(shù)為主線,以實(shí)際數(shù)據(jù)為評(píng)價(jià),集成展示世界前沿的建筑節(jié)能和綠色建筑 技術(shù),為中國近零能耗,建筑工作的開展進(jìn)行探索。 效果:示范樓每年減碳291.1噸、每年解決費(fèi)用33萬元。 圖源《城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和先進(jìn)典型案例》 2、沈陽建筑大學(xué)示范中心 概況:中心以“被動(dòng)式技術(shù)優(yōu)先、主動(dòng)式技術(shù)輔助”為設(shè)計(jì)原則,全面展示了被動(dòng)式低能耗建筑設(shè)計(jì)理念和綠色建筑集成技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了嚴(yán) 寒地區(qū)超低能耗綠色建筑的設(shè)計(jì)目標(biāo)。 特點(diǎn):打造高性價(jià)比、高裝配率、高節(jié)能率的節(jié)能建筑,用智能管控系統(tǒng)對(duì)中心室內(nèi)外環(huán)境、建筑電耗和水耗、智能照明等實(shí)時(shí)記錄,釆用裝配式施工方式,達(dá)到同樣保溫標(biāo)準(zhǔn)建造成本比裝配式鋼筋混凝土造價(jià)低15-25%;建筑預(yù)制裝配率可達(dá)60%-75% 效果:減少空調(diào)及暖通能耗約83.4%、運(yùn)行階段減少71.6%的碳排放。 圖源《城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和先進(jìn)典型案例》 04 建筑碳中和深度資料 我匯總了建筑碳中和相關(guān)資料,包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)導(dǎo)則、專家及院士PPT、先進(jìn)案例等內(nèi)容。如: 《綠色建筑評(píng)價(jià)導(dǎo)則》適用于民用建筑運(yùn)行階段的碳中和評(píng)價(jià)、建筑全生命期的碳中和評(píng)價(jià); 《建筑領(lǐng)域碳中和路徑PPT》介紹了建筑領(lǐng)域碳排放概念、特點(diǎn)及現(xiàn)狀,深度研究了我國建筑領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)雙碳目標(biāo)的路徑; 《碳達(dá)峰碳中和先進(jìn)典型案例PPT》介紹了住建部選出的九個(gè)碳中和先進(jìn)案例,包括零碳園區(qū)、金零碳建筑、低碳改造等。 。
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