雙碳時(shí)代下綠色建筑與建筑節(jié)能研究

羅瑞雪

（鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，河南 新鄭 451100）

1 綠色節(jié)能建筑的內(nèi)涵

綠色建筑是指充分利用自然資源、在不破壞生態(tài)平衡的條件下生產(chǎn)出來(lái)的建筑產(chǎn)品。綠色建筑又被稱(chēng)為節(jié)能環(huán)保建筑，在人類(lèi)居住環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻的今天，綠色建筑成為促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。相比傳統(tǒng)建筑產(chǎn)品，綠色建筑的節(jié)能水平更高，綠色建筑在設(shè)計(jì)階段通常會(huì)對(duì)其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能進(jìn)行優(yōu)化，提高暖通空調(diào)、電氣設(shè)備及照明等輔助設(shè)施的能效水平，并最大程度上加大可再生能源的應(yīng)用，比如太陽(yáng)能、地?zé)崮艿龋瑴p少化石能源等不可再生資源的應(yīng)用，降低建筑的碳排放量。綠色建筑的資源消耗更小，建筑所用的材料具有強(qiáng)度高、耐久性好等特點(diǎn)，建造方式也采用裝配式、全裝修等更加綠色環(huán)保的形式，減少了材料生產(chǎn)、運(yùn)輸過(guò)程中的能源消耗，從而降低建筑全生命周期的資源消耗水平。此外，綠色建筑對(duì)于土地資源的利用也更加高效，建筑施工、應(yīng)用過(guò)程中增加建筑場(chǎng)地的綠色面積，保護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境平衡，打造一個(gè)更加綠色、宜居的生活環(huán)境。由此可見(jiàn)，綠色建筑具有顯著的節(jié)能減排優(yōu)勢(shì)，雙碳背景下推動(dòng)綠色建筑的發(fā)展、促進(jìn)建筑領(lǐng)域的碳減排具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1-2]。

2 建筑行業(yè)碳排放的形式

建筑行業(yè)的碳排放主要包括隱含碳排放和運(yùn)行碳排放兩種形式。

2.1 隱含碳排放

包括建筑材料的碳排放、材料運(yùn)輸、施工、建筑改造及拆卸過(guò)程中的碳排放。建筑材料涉及到的材料品種非常多，其中包括鋼鐵、水泥、玻璃、鋁材等用量大的高碳排放因子材料，以及磚瓦、保溫材料、陶瓷、塑料金屬等用量少的低碳排放因子材料，建筑產(chǎn)品中木材的用量雖然很大，但是其生產(chǎn)過(guò)程可以認(rèn)為是凈零碳排放，因此屬于碳中和材料。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可計(jì)算出單位建筑面積內(nèi)建筑材料的平均碳排放量為450 kg。建筑材料在運(yùn)輸過(guò)程中也會(huì)存在碳排放，由國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中各種運(yùn)輸工具的平均碳排放因子可知，建筑材料運(yùn)輸過(guò)程中的碳排放量約28 kg/m2，建筑產(chǎn)品建設(shè)施工過(guò)程中隱含碳排放量為530 kg/m2左右。建筑改造及拆除過(guò)程中的碳排放主要來(lái)自于機(jī)械設(shè)備的能源消耗、建筑垃圾的回收及處置等。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)可知，2016年建筑拆除的碳排放量約為778 億t，按照年均4%的增長(zhǎng)率可以推算出2019年的建筑拆除碳排放量為875 億t，假設(shè)拆除建筑的總面積占當(dāng)年建筑施工總面積的1/10，則建筑拆除階段的碳放量計(jì)算結(jié)果為60 kg/m2[3-4]。將上述建筑材料、建材運(yùn)輸、建筑施工及建筑拆除等4 個(gè)方面的碳排放量綜合在一起，可以計(jì)算出我國(guó)建筑的平均總隱含碳排放量，為640 kg/m2。

2.2 運(yùn)行碳排放

運(yùn)行碳排放主要包括建筑環(huán)境中的能量消耗、建筑公用設(shè)施的能耗以及功能性能耗等，環(huán)境能耗主要包括空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等，公用設(shè)施能耗主要包括電梯、供水、供配電等，功能性能耗主要包括信息系統(tǒng)、辦公設(shè)備、電動(dòng)車(chē)充電、各類(lèi)電器等。其中建筑環(huán)境能耗與公用設(shè)施能耗在不同類(lèi)型的建筑中相對(duì)穩(wěn)定，功能性損耗是最不確定性的因素。參考相關(guān)文獻(xiàn)可知，我國(guó)2019年建筑運(yùn)行碳排放量為16 億t[5-6]。

3 雙碳時(shí)代綠色節(jié)能建筑的發(fā)展路徑

碳達(dá)峰、碳中和背景下，我國(guó)綠色節(jié)能建筑的發(fā)展可以從以下幾個(gè)方面著手。

3.1 政策層面的引導(dǎo)

一方面要注意碳中和政策引導(dǎo)的差異化。目前我國(guó)很多住宅的室內(nèi)環(huán)境遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到國(guó)際對(duì)于健康舒適的標(biāo)準(zhǔn)，由于我國(guó)還屬于發(fā)展中國(guó)家，住宅供暖水平較低，因此針對(duì)這部分居住建筑可以從政策層面研究如何延長(zhǎng)建筑壽命，降低隱含碳排放量。建筑設(shè)計(jì)階段要有意識(shí)地做好能耗限額設(shè)計(jì)，提高供暖系統(tǒng)的效率，實(shí)現(xiàn)供暖系統(tǒng)的電氣化；市場(chǎng)中的家用電器、用能產(chǎn)品等均采用嚴(yán)格的能效等級(jí)市場(chǎng)準(zhǔn)入制，必須符合能效等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品才能投入市場(chǎng)。公共建筑則要以降低運(yùn)行碳排放量為重點(diǎn)，通過(guò)能耗監(jiān)測(cè)、分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)等，對(duì)建筑的實(shí)際能耗進(jìn)行限額管理，優(yōu)化能源系統(tǒng)，采用智能化、數(shù)字化技術(shù)降低建筑運(yùn)行能耗，規(guī)?；瘧?yīng)用可再生能源；分別計(jì)量公共建筑的功能性及業(yè)務(wù)性能耗，再將各項(xiàng)能耗獨(dú)立計(jì)入總能耗。另一方面，要加強(qiáng)碳中和工作的基礎(chǔ)管理。按照國(guó)際通用模式進(jìn)行能源數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與計(jì)量，目前國(guó)際上能源消費(fèi)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)主要分為三大領(lǐng)域，即建筑、交通及工業(yè)，建筑領(lǐng)域又細(xì)分為城市居住建筑、農(nóng)村居住建筑、商用建筑、公共建筑、工業(yè)建筑及其他建筑等，統(tǒng)計(jì)能源數(shù)據(jù)時(shí)要分開(kāi)統(tǒng)計(jì)，保證統(tǒng)計(jì)結(jié)果的客觀性、準(zhǔn)確性及全面性[7]。

3.2 技術(shù)層面的支持

發(fā)展綠色節(jié)能建筑除了政策方面的引導(dǎo)外，最重要的是先進(jìn)的技術(shù)支持。首先，優(yōu)化建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)。建筑物的窗戶(hù)、墻體、屋面等均屬于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的范疇，優(yōu)化建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，可以減少熱能流失，保證建筑物的熱能在內(nèi)部有效運(yùn)用，減少能源消耗；建筑設(shè)計(jì)、建造時(shí)要注意提高門(mén)窗的密閉性，改善墻體及屋面的隔熱性能，可在很大程度上降低空氣滲透，減少熱量流失，達(dá)到建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)目標(biāo)。其次，優(yōu)化采暖供熱系統(tǒng)的性能。建筑產(chǎn)品的采暖供熱系統(tǒng)包括熱源、熱網(wǎng)、戶(hù)內(nèi)采暖設(shè)備等3 個(gè)部分，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，要優(yōu)化鍋爐的性能，提高輸熱管網(wǎng)的傳送效率；提高采暖供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工安裝質(zhì)量，做好系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的維護(hù)與管理，從根本上降低采暖供熱系統(tǒng)的能耗水平。室內(nèi)的采暖設(shè)備要做到雙管和戶(hù)，每個(gè)房間都能實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)控。制定科學(xué)、合理的采暖供熱收費(fèi)制度，通過(guò)制度引導(dǎo)用戶(hù)主動(dòng)節(jié)約能源，不斷降低建筑的運(yùn)行碳排放。最后，加強(qiáng)可再生能源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。可再生能源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用是綠色節(jié)能建筑的重要發(fā)展方向，可再生能源顧名思義即能源可永久使用，且相比傳統(tǒng)的不可再生能源，可再生能源清潔、安全、可靠、可循環(huán)，對(duì)環(huán)境的污染非常小。目前已經(jīng)應(yīng)用于建筑產(chǎn)品中的可再生能源包括水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物能等。風(fēng)能是指風(fēng)負(fù)載的能量，相比之下，我國(guó)北方地區(qū)、東南沿海地區(qū)都有著豐富的風(fēng)能資源。太陽(yáng)能則是指太陽(yáng)負(fù)載的能量，目前太陽(yáng)能的應(yīng)用比較廣泛，比如光伏發(fā)電、太陽(yáng)能聚熱系統(tǒng)、太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)等，太陽(yáng)能用之不盡、取之不竭，且應(yīng)用過(guò)程中不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任何不良影響。水能是水在流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的能量，目前應(yīng)用最普遍的就是水力發(fā)電，我國(guó)的水電技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，形成了一套比較完善的水電產(chǎn)業(yè)體系。生物能主要是自然界的事物轉(zhuǎn)化而來(lái)的能源，比如沼氣、生物柴油技術(shù)等，這些能源是利用自然植物或垃圾形成的，通過(guò)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)將其轉(zhuǎn)化為能源，并進(jìn)行無(wú)害化及資源化處理，以減少不可循環(huán)能源的消耗。

總之，綠色建筑是一種可持續(xù)發(fā)展的、科學(xué)的、先進(jìn)的建筑模式，建筑節(jié)能會(huì)對(duì)國(guó)家的資源戰(zhàn)略、可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生直接影響。雙碳時(shí)代，建筑領(lǐng)域要擔(dān)負(fù)起構(gòu)建簡(jiǎn)約適度、綠色低碳的綠色生活方式和綠色工作方式、綠色生產(chǎn)方式的重要責(zé)任。