超低能耗建筑全生命周期的减碳策略

<正>2021年，中国向世界作出承诺，“将力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和”。为了实现“双碳”目标，国家主要的政策和顶层设计都会在“十四五”这一关键窗口期集中落地。在相关政策约束下，建筑及交通业作为国民经济的碳排放大户，面临的不仅是减碳挑战，更是倒逼行业技术革新升级的重要契机。超低能耗建筑作为先进的低碳建筑形式，近年来在国内政策引领及新能源技术浪潮的推动下得到飞速发展。相比于常规建筑，超低能耗建筑大幅降低了运维阶段的碳排放量，但从其全生命周期减碳的角度来看，仍有待从以下几个环节进行统筹和完善：强化规划阶段的减碳设计规划设计阶段实际产生的碳排放量很小，但是对后续低碳性能影响最大，是建筑整个生命周期中减排成本最小、成效最为显著的阶段。在建筑模型中，某些设计参数的变化引起建筑碳排放的波动远大于其他参数，因此借助敏感性分析方法，抓住具有高影响性的参数并分析其带来的碳排放效应，能大幅提高减碳设计的效率与质量，有利于超低能耗建筑碳排放性能进一步优化。这需要设计人员摒弃惯性思维，学习掌握碳排放影响因素分析与核算方法，将减碳设计置于工程设计之前，从而降低后期减碳成本。     

媒体重头文章概览

正《城市规划学刊》04/2021基于碳核算的城市减碳单元构建与规划技术集成研究在国家承诺2030碳达峰与2060年碳中和的背景下,城市是碳排放的重点也是低碳发展的重要载体。目前我国对低碳城市的研究是风起云涌,但需要更加重视科学理性的减碳逻辑。从碳排放核算角度出发,在规划建设运营的城市全生命周期前端提出更加系统性的规划减碳策略。通过识别消费端碳排放核算的六个维度,溯源不同尺度下碳排放的结构特征,提出在片区尺度构建城市减碳单元。在单元内以各维度碳排放计算公式为依据,以降低单元内碳排放为目标,从城绿共生的融合城市、绿色出行的紧凑城市、集约高效的循环城市、人性化的街坊与建筑、智慧管治支撑系统五个方向集成规划减碳的技术体系,并提出每个方向的关键技术和核心指标,为制定城市减碳单元的减碳方案提供集成型的的减碳对策。     

装配式混凝土建筑降碳贡献及主要影响因素分析

在研判国内装配式建筑发展现状的基础上,通过对装配式混凝土建筑碳排放案例的分析,探讨装配式混凝土建筑能源结构特征和碳排放测算存在的问题,提出物化阶段单位面积碳排放量和节碳量建议值,得出装配式混凝土建筑降碳贡献的影响因素,包括产业链成熟程度、规划设计和施工水平,以及运维拆除阶段的减碳意识和理念。从制度保障、规划设计、构件的预制运输、现场装配、运维和拆除等方面提出装配式建筑减排措施。     

城市片区更新中的减碳路径与实践研究——以上海浦东新区张江西北片区为例

以减碳为导向的城市更新,是实现“双碳”目标的重要途径之一。本文聚焦城市片区尺度,分析得出建筑、交通、能源、绿地、工业和废弃物等是影响碳排放的关键领域,并对比和研究国内外知名低碳城区的规划减碳对策,针对其碳排放特征构建减碳更新的策略体系,完成低碳要素到城市空间要素的转译。同时,以上海浦东新区张江西北片区更新为例,进行减碳规划技术应用,以期为片区尺度城市更新提供减碳规划路径和技术参考。     

建筑碳排放计算及减碳策略之探索

本文以减少建筑物碳排放为目的,通过分析《建筑碳排放计算标准》GB/T 51366—2019中关于建筑运行阶段碳排放计算方法的计算条件和局限性,以及建筑工程碳排放与能源消耗、碳排放因子之间的关系,提出建筑工程方案阶段建筑碳排放的能耗节点计算方法,并针对建筑工程提出实现建筑碳中和的策略和措施。此建筑碳排放计算及减碳策略有助于实现建筑绿色化和集约化,为实现“零碳”建筑进行了有益探索。     

支持性能优化的建筑设计技术方法研究——以控碳为例

本文应用定量化建筑设计理论与方法,通过建筑全生命周期阶段划分研究、全生命周期碳排放自动计算技术研究和优化设计软件研发,建立了支持碳排放性能优化的建筑设计技术方法,实现了设计过程中建筑碳排放分类量算和建筑设计方案碳排放性能优化的目标。同时基于BIM信息模型的智能运维设计管理平台,实现了建筑建造、运维和再利用阶段智能控碳,支持设计优化成果应用于建筑全生命周期碳排放管理的目标。     

基于全生命周期的高校减碳效果量化方法与应用

在双碳目标的背景下,高校建设与低碳理念的融合是城市低碳发展的重要议题之一。目前,针对高校全生命周期的减碳效果的量化方法和案例仍较少。以广州某高校为案例,通过将实际工程状况与基准线相对比的方法,从建筑、交通、废弃物、水资源、绿地、可再生能源应用等方面,对该工程全生命期的减碳率进行核算。结果显示,对于高校,建筑是主要的碳排放来源,也是减碳的重点工作。研究为高校全生命期减碳率的计算提供了方法,量化了实际高校工程节能方案的减碳效果,可为制定高校建设的碳排放下降量等相关指标提供数据依据。     

碳中和背景下成都某医院能耗分析与电气减碳路径探讨

医疗建筑是建筑领域的用能大户,实现医疗建筑的节能降耗,降低碳排放,是建筑行业整体实现碳中和的重要环节。通过对成都地区某医院能耗组成和节能前景的分析,提出医院实现碳中和的目标,需要以设计、运维可再生能源利用为减碳路径,将“零碳”理念融入到医院的建设和全生命周期运维过程中,实现医院绿色、低碳、可持续发展。     

基于青岛市碳排放BIM审查系统的建筑能耗及碳排放分析

本文在青岛市碳排放BIM审查系统建设要求的基础上,对建筑能耗和碳排放指标进行重点分析。研究发现：一是运行阶段采暖能耗和碳排放量最大,不同围护结构对减碳比例存在差异;二是各因子的减碳力度贡献如下：节能率水平 > 碳排放因子 > 空调采暖设备性能 > 照明功率密度 > 围护结构,人员情况间歇运行对采暖减碳量影响明显;三是以青岛市市南区作为试点,建设碳排放BIM审查系统,可针对建筑单体、重点企业进行碳排放管控与分析,并有助于建设管理部门对区域或城市碳排放总量进行控制。     

基于BIM技术的建筑生命周期碳排放计量分析

建筑产品的碳排放计量研究,不仅能为建筑业的减碳方案提供具体思路,更为下一步碳核算、碳交易奠定理论基础。结合目前BIM技术在建筑市场的应用日趋成熟,基于此项技术的建筑生命周期碳排放(LCCO₂)计量也将成为未来解决建筑产品碳排放测算的主要途径。本研究通过研究BIM技术下建筑生命周期碳排放计量方法,让相关工作人员真正意识到BIM技术在建筑生命周期碳排放计量的重要性和可行性,从而发现绿色建筑设计优点,解决碳排放严重的问题。     

绿色低碳建筑用能碳排放指标精细化估算方法研究

“双碳”目标对我国现有产业结构和能源结构提出了更高要求，建筑碳排放具有巨大的降低空间，传统建筑能耗计量已无法满足节能降碳需求；提出一种含光储直柔的建筑运行过程中用能碳排放指标精细化估算方法，考虑建筑光储系统出力与电网单位电能碳排放量时变性，通过计算建筑内各负荷的间接碳排放量及直接碳排放量获取一天实时分项碳排放模型；该估算方法为设计阶段进行低碳建筑减碳方案对比与确认提供有效技术支持，为低碳建筑“光储直柔”一体化设计配置与调控提供关键数据支撑。     

基于《绿色建筑评价标准》的绿色建筑减碳技术分析与碳减排量核算研究

绿色建筑是我国建筑业实现“双碳”目标的重要途径之一。为探究绿色建筑的实际减碳效果,基于《绿色建筑评价标准》建立绿色建筑减碳技术体系,并运用碳排放因子法,结合生命周期评价理念,构建了绿色建筑碳减排量核算模型。最后,引用某二星级绿色公共建筑,对碳减排量核算模型进行应用,对绿色建筑的减碳能力进行量化分析,验证了模型的可行性。从核算结果来看,该绿色建筑在运行阶段的减碳效果最好,其次分别是拆除阶段、材料运输阶段、材料生产阶段和建造阶段。     

混凝土结构全寿命减碳技术研究进展

混凝土结构应用广泛，但其在施工、服役和退役的全寿命周期均有较大量的碳排放，因此，混凝土结构全寿命减碳技术的研发与应用，对于推动建筑业低碳发展至关重要。从混凝土结构全寿命角度出发，将结构生命过程划分为服役前(包括材料制备和施工建造)、服役中(包括运营和维护)、服役后(包括拆除和回收)3个阶段，以全寿命周期总碳排放量和年均碳排放量为评价指标，分阶段探讨了混凝土结构减碳技术理念；提出了采用新型低碳胶凝材料、提升结构耐久性以及退役后建筑固废循环利用等方式实现混凝土结构全寿命减碳；总结了混凝土结构减碳设计理论的研究现状，建议通过多目标优化分析，实现可靠性、经济性和碳排放的平衡设计；对混凝土结构全寿命减碳设计下一步研究和实施的方向进行了展望。     

基于高精度地表覆被类型数据的市域尺度碳收支核算

【目的】城市的市域范围是碳排放的主要载体,占中国国土面积1.2%的城镇市域空间,贡献了接近总量80%的碳排放量。对此,预期通过厘清市域范围内不同土地覆盖类型所具有的碳排与碳汇能力之间的循环代谢关系,对市域总体碳收支情况进行核算,为市域尺度减碳、控碳提供基础支撑。【方法】从市域尺度出发,基于GlobeLand30地表覆被数据,关联不同地表覆被类型的碳排放与碳汇系数,对市域地表覆被基础碳收支情况进行核算。在此基础上,进一步增加电力能源消耗数据和工业能源消费数据,对非自然生态类市域建设用地的间接碳排放核算进行补充,并选择南京作为案例进行了方法实证。【结果】建构了中观市域尺度的碳收支理论模型,并以市域地表覆被作为碳排放核算的基础因素,提出了市域尺度碳收支核算方法,通过总体碳收支核算得到南京市域净碳排放总量。【结论】建构出的市域碳收支理论模型以及相关核算方法,一方面基于不同市域地表覆被类型所具有的碳排与碳汇特征,从理论层面解释了市域内部整体碳收支的循环转化机理。另一方面,从中观市域尺度进行了以基础地表覆被数据和间接能耗数据为支撑的总体碳收支核算,在一定程度上完善了既有以区域宏观尺度和建筑单体微观尺度为主的碳收支核算方法。     

办公建筑全生命周期碳排放评价方法研究

针对当今公共建筑耗能与碳排放量大的问题,以传统低碳建筑研究方法为媒介,将建筑全生命周期简化为材料生产阶段,建造施工阶段,运行使用阶段和拆除处理阶段,并配合DeST软件模拟出建筑运行使用阶段的能耗值。通过对大连地区某高层办公楼进行全生命周期内的碳排放计算,归纳全生命周期中办公建筑各阶段的碳排放的特点,为方案设计中碳排放控制提供依据,为低碳建筑设计从方案本身考虑运行使用阶段的减碳提供理论指导。     

基于关键因素敏感度分析的低碳社区碳排放控制指标研究

社区是城市的重要组成部分，社区减碳对城市实现双碳目标起到重要作用，本文通过确定影响社区碳排放的5个一级影响因素和8个二级影响因素，建立社区碳排放计算模型，采用多因素正交分析法，生成720个基准社区和10.8万个比对社区，对社区主要碳排放影响因素占比分布、不同技术减碳潜力进行研究，并提出低碳社区碳排放控制指标建议。研究发现，社区内建筑碳排放占比72.9%,废弃物碳排放占比21.6%,交通、给排水和社区照明共占比5.5%;建筑本体能效提升、光伏应用比例增加和电力碳排放因子降低对社区减碳贡献率分别为30%、30%、22%;如采用人均碳排放控制指标，建议居住建筑为主的低碳社区人均碳排放量为1.0 tCO₂/(人·a),公共建筑为主的低碳社区人均碳排放量为0.5 tCO₂/(人·a),如采用单位建筑面积碳排放控制指标，居住建筑为主的低碳社区单位建筑面积碳排放控制指标建议为35 kgCO₂/(m²·a),公共建筑为主的低碳社区单位建筑面积碳排放控制指标建议为60 kgCO₂/(m^...     

建筑物碳排放计算方法的确定与应用范围的研究

本文归纳和分析了国内外建筑领域有关碳排放计算的相关研究进展和最新动向。首先对国内外建筑物碳排放计算方法的确定与应用范围进行了总结,探讨了建筑物碳排放计算在建筑节能、绿色建筑、低碳建筑以及建筑领域CDM(Clean Development Mechanism)工作中的作用与应用方法。而后,介绍了建筑物碳排放计算在评估不同建筑设计方案对建筑物全生命周期碳排放所造成的影响这一过程中所起到的作用,进而直观、准确地体现出可再生能源及清洁能源应用、建筑设计方案优化、建筑节能技术应用、建筑能源系统和设备能效提升所带来的节能减排效果,以此为基础可以确定单体建筑的全生命周期碳排放最优设计方案。     

轻型木结构全生命周期碳排放分析及影响因素研究

木结构建筑由于在建材原料方面的减碳优势得以被重视。本研究基于全生命周期分析法，结合国家碳排放标准，聚焦轻型木结构建筑，测算其全生命周期各阶段碳排放，并比较同等体量的混凝土结构和轻钢结构建筑。结果表明，轻型木结构建筑在建材生产、建材运输、运行、建造拆除阶段碳排放都远低于混凝土结构和轻钢结构建筑，表现出明显的减碳优势。     

建筑部门碳达峰碳中和排放控制目标研究

我国建筑运行阶段碳排放占全社会总碳排放的比例为22％,建筑部门的节能减碳工作对我国"30·60"双碳战略目标的实现至关重要.本文分析了影响建筑运行阶段碳排放的主要因素并对其中长期发展趋势进行预测,构建了基于LEAP模型的建筑运行碳排放长期预测模型,量化分析不同建筑部门减碳工作对双碳目标的贡献率.结果表明:基准情景下,我国建筑运行与相关基础设施碳排放将于2040年左右达峰,峰值为31.1亿tCO2;通过建筑节能强规提升、建筑光伏一体化、清洁取暖等工作有效开展,我国建筑部门碳达峰时间可提前至2030年,峰值为27亿～28亿tCO2,到2060年,建筑领域将剩余6亿～8亿tCO2需要完成碳中和.     

碳中和目标背景下的建筑碳排放计算模型研究综述

为应对全球气候变化,中国政府提出于2030年前后达到二氧化碳排放量峰值,争取在2060年前实现碳中和.建筑碳排放的控制是减排工作的关键.在碳中和目标背景下,各国亟需制定涵盖建筑能耗及碳排放计算模型的减碳路线.建立建筑碳排放计算模型的基本方法分为自上而下方法和自下而上方法.欧美国家主要应用的建筑碳排放计算模型有Inver...