分享

建筑领域怎样实现碳中和?五大路径与实施方案|绿色建筑|碳中和|碳排放|绿色建筑评价标准

 建筑小不懂 2022-08-01 发布于广东
建筑行业是我国的碳排放大户,据研究显示建筑运行阶段碳排放约为21.3亿吨,占全国碳排放的比重为21.6%。在“双碳”目标下,建筑行业如何摘掉“高碳”帽子?
1、五大路径:提升建筑节能标准,消除建筑运行碳排放,减少建材碳排放,优化调整建筑流线和功能,使用超高能效设备及能源替代。
2、实施方案:降低成熟建造技术造价,推广新能源技术的应用,挖掘本土低碳建筑材料,优化区域建筑能源应用,加强建筑信息化管理。
我挑选了10份建筑行业碳中和深度资料,包括行业标准、评价导则、专家及院士PPT、先进案例等内容,大家可以搭配文章使用。
建筑行业是我国的碳排放“大户”。据中国建筑节能协会去年年底发布的《中国建筑能耗与碳排放研究报告(2021)》显示,2019年全国建筑全过程碳排放总量为49.97亿吨二氧化碳,占全国碳排放的比重为50.6%。其中,建筑运行阶段碳排放21.3亿吨二氧化碳,占全国碳排放的比重为21.6%。在“双碳”目标下,建筑行业如何摘掉“高碳”帽子?
01
建筑碳中和五大路径
1、提升建筑节能标准
从20世纪70年代后期开始,经过了30多年的艰苦努力,我国的建筑节能经历了五个时代(如下图)。
不同建筑的节能效果根据当时实行的标准必定有较大的差异,尤其节能设计标准的一个重点就是提升围护结构性能,以降低冬季采暖的热需求,尤其对于北方集中采暖地区,按照不同阶段标准设计建造的居住建筑,其供暖热需求差别能达到3倍以上。因此,对现有存量建筑进行改造升级迫在眉睫。
图源《绿色建筑评价标准》
我国对建筑节能的需求在不断提高,同时我国与国际接轨,建立了富有中国特色且符合中国国情的绿色建筑评价标准体系。2019年发布的新版《绿色建筑评价标准》,对于推动我国绿色建筑向高质量发展起到了很大作用。
2、消除建筑的运行碳排放
除了直接碳排放外,由于建筑的电力热力供应造成的间接碳排放是建筑相关碳排放中的主要部分,降低这部分碳排放,并进一步实现零碳或碳中和,是建筑减排和实现碳中和的主要任务。
为此,必须改变电力和热力的生产方式,努力实现电力热力生产的零碳或碳中和。核电、水电、风电、光电以及以生物质为燃料的火电都属于零碳电力。
如果使这些电力成为我国的主要电源,只用少量的燃煤燃气电力作为补充,再依靠一些二氧化碳捕捉和贮存的技术,回收燃煤燃气火电排放的二氧化碳,就有可能实现电力生产的碳中和。
图源《江亿院士:我国建筑碳达峰与碳中和》
江亿院士在2021年成都绿建大会上作的“建筑部门实现碳中和的路径”的报告中,提出“光储直柔”建筑将成为发展零碳能源的重要支柱。
基于我国自然条件情况,在未来我国发展大比例的风电光电的电源结构背景下,建筑部门要实现碳中和,就应大力发展建筑表面光伏发电,同时,让建筑消纳周边地区的风电光电基地的零碳电力。而建筑实现灵活消纳可再生电力的关键是柔性用电,即“光储直柔”。
3、减少建材碳排放
现在每年的城镇住宅和公建竣工面积维持在30~40亿m2之间,但每年拆除的建筑面积也已经将近20亿m2。这表明我国房屋建造已经从增加房屋供给以满足刚需转为拆旧盖新以改善建筑性能和功能。
“大拆大建”已成为建筑行业的主要模式。持续的大拆大建,将持续导致对钢铁、建材的旺盛需求,钢铁和建材的生产也就将持续地旺盛下去,由此形成的碳排放就很难降下来。
图源《建筑领域碳达峰碳中和实现路径》
因此,改变既有建筑改造和升级换代模式,由大拆大建改为维修和改造,可以大幅度降低建材的用量,从而减少建材生产过程的碳排放。建筑产业应实行转型,从造新房转为修旧房。这一转型将大大减少房屋建设对钢铁、水泥等建材的大量需求,从而实现这些行业的减产和转型。
4、优化调整建筑流线和功能
从需求侧来看,优先采用降低能源负荷的手段,优化调整建筑流线和功能,尽量采用免费措施即不涉及工程造价的措施,如自然采光、自然通风等。
其次,可以采用热工性能更符合气候特点的建筑外围护结构,如外墙、门窗、屋顶、遮阳,从源头上降低建筑的能源需求。同时,采用绿色、低碳、轻质的建筑材料,能够降低建筑材料及建筑垃圾所产生的碳排放。
5、用超高能效设备及能源替代
如LED灯、变频水泵、磁悬浮冷机等,以及智能化管理手段,如智能充电桩、智能设备启停等,提高能源使用效率,促进深度节能减排。此外,通过加强运行调试和运营管理,避免技术堆砌,以结果为导向实现超低能耗建筑。
图源《建筑领域碳达峰碳中和实现路径》
通过建筑光伏一体化(BIPV)、储能(电池储能、冰蓄冷、相变材料等)、地源水源热泵、生物质发电、吸收式热泵等技术充分利用本地的可再生能源及余热余冷,替代化石能源的使用以降低碳排放。
02
建筑碳中和实施方案
1、降低成熟建造技术造价
高性能的外围护结构是从源头降低建筑用能需求的较为成熟的关键技术。然而,中国高性能的门、窗、外墙长期存在依赖国外进口、造价较高等问题。通过技术引进、产业本土化、工程作法创新等手段,可大幅降低高性能外围护结构等成熟技术的造价,是实现建筑部门碳中和的关键方向。
2、推广新能源技术的应用
图源《BIPV技术白皮书》
建筑光伏一体化(BIPV)、储能、智能充电等是实现建筑碳中和的新兴技术。从产品设计、技术性能、经济性等方面来看,这些新兴技术尚未成熟,仍需要政策与市场的大力支持。大规模推广和利用有利于建筑碳中和的新技术,将拓展建筑碳中和的技术选择,可加速建筑碳中和的早日实现。
3、挖掘本土低碳建筑材料
近年来,盛产木材的欧美发达国家开始探索纯木结构等绿色低碳建筑材料,并积累了大量技术经验。然而,中国木材短缺,不适合走纯木建筑的技术路线,而应尝试探索竹材、夯土等因地制宜的绿色、低碳、可回收的建筑材料,并加强传统工艺的现代化发展,结合装配式技术,推动中国建筑材料绿色低碳发展,为实现建筑全生命周期碳中和贡献力量。
4、优化区域建筑能源应用
在类似中央商务区(CBD)、旅游度假区、创新产业园区等的区域内,建筑用冷、用热、用电需求量大,采用传统的能源供应方式,将消耗大量一次能源。应结合本地的资源条件,合理采用地源热泵、水源热泵、分布式光伏等可再生能源技术,满足区域用能需求。
5、加强建筑的信息化管理
图源《建筑行业减排路径和科技创新启示》
建筑行业的信息化水平长期落后于其他行业,而建筑碳中和的实现有赖于建筑信息化技术、建筑能耗模拟技术、建筑智能化管理技术的提升。通过建筑信息化技术推动建筑行业标准化和智慧化的管理,提升建筑行业整体效率,实时追踪并有效管理建筑碳排放。
03
建筑碳中和案例
1、中国建筑科学研究院示范楼
概况:项目设计定位面向中国建筑节能技术发展的核心问题,集成展示世界前沿的建筑节能和绿色建筑技术,力争打造为中国建筑节能科技未来发展的标志性项目。
特点:秉承“被动优先,主动优化,经济实用”的原则, 以先进建筑能源技术为主线,以实际数据为评价,集成展示世界前沿的建筑节能和绿色建筑 技术,为中国近零能耗,建筑工作的开展进行探索。
效果:示范楼每年减碳291.1吨、每年解决费用33万元。
图源《城乡建设领域碳达峰碳中和先进典型案例》
2、沈阳建筑大学示范中心
概况:中心以“被动式技术优先、主动式技术辅助”为设计原则,全面展示了被动式低能耗建筑设计理念和绿色建筑集成技术的系统结合,实现了严 寒地区超低能耗绿色建筑的设计目标。
特点:打造高性价比、高装配率、高节能率的节能建筑,用智能管控系统对中心室内外环境、建筑电耗和水耗、智能照明等实时记录,釆用装配式施工方式,达到同样保温标准建造成本比装配式钢筋混凝土造价低15-25%;建筑预制装配率可达60%-75%
效果:减少空调及暖通能耗约83.4%、运行阶段减少71.6%的碳排放。
图源《城乡建设领域碳达峰碳中和先进典型案例》
04
建筑碳中和深度资料
我汇总了建筑碳中和相关资料,包括行业标准、评价导则、专家及院士PPT、先进案例等内容。如:
《绿色建筑评价导则》适用于民用建筑运行阶段的碳中和评价、建筑全生命期的碳中和评价;
《建筑领域碳中和路径PPT》介绍了建筑领域碳排放概念、特点及现状,深度研究了我国建筑领域实现双碳目标的路径;
《碳达峰碳中和先进典型案例PPT》介绍了住建部选出的九个碳中和先进案例,包括零碳园区、金零碳建筑、低碳改造等。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多