建筑節(jié)能減碳
第一,建筑全生命周期
碳排放約占全社會排放量的一半。據(jù)《中國建筑能耗研究報告(2020)》,從2005年到2018年,我國建筑全過程碳排放變動趨勢,建筑全生命周期碳排放量達到了49億噸(約占全社會碳排放的48%),并且碳排放主要集中在建筑運行和
建材生產(chǎn)過程,而建筑施工碳排放只占其中的很小一部分。由此可見,計算建筑碳排放,判斷一個建筑是否為高耗能,或低碳建筑,不能只考慮運行階段的碳排放,而是應(yīng)該從全生命周期來衡量碳的排放。
從當前建筑運行相關(guān)的二氧化碳排放狀況來看,我國公共建筑的面積最小,但是耗能強度最大;北方采暖建筑總面積不大,但碳排放約為5.5億噸?,F(xiàn)在還有很多南方城市都在計劃實行集中供暖,如不謹慎考慮,這將會明顯增加這些城市的碳排放。我們的思想觀念不能仍停留在工業(yè)文明搞大投資的傳統(tǒng)理念上,也要更多考慮能耗和碳排放的
問題。
第二,基于三個原因,我國住宅運行耗能明顯低于發(fā)達國家。我國每平方建筑平均能耗強度遠遠不及美國、英國、加拿大等資本主義國家。美國的人口不到我國的1/4,但是所消耗的建筑能耗遠比我們要高,一個美國人的建筑能耗相當于5個中國人。為什么這么高呢?主要有三個原因:一是中國人人均面積約為40平方米,而平均每個美國人則擁有住宅達85平方米;二是我國住宅主要用的是分體空調(diào),而美國住宅主要用集中空調(diào);三是我國家庭不用烘干機,而烘干機在美國基本屬于必需品,正是由于這幾個因素,使得中國人均建筑能耗要比美國低的多。對我國建筑尤其是住宅實行每個房間安裝一個空調(diào)是最節(jié)約的模式,分布式的能源供應(yīng)和設(shè)施是最
節(jié)能的,而“三聯(lián)供”的集中供熱模式從實踐來看其實只適用于我國北方城市。
第三,綠色建筑能為城市
碳中和提供基礎(chǔ)性貢獻。綠色建筑有一個重要的特征,即能夠在建筑全生命周期體現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水和節(jié)材。例如建筑材料如果是本地生產(chǎn)的,沒有長距離的
交通成本基本屬于低碳,但是如果是從意大利進口的建筑材料,那就得加上
運輸過程中的碳排放,這顯然屬于高碳項目。
綠色建筑第一次顛覆了我國傳統(tǒng)的建筑碳排放計算標準,這也使技術(shù)人員掌握了國際通用的能耗計算標準。綠色建筑還有個別名為“氣候適應(yīng)性建筑”,即建筑的能源系統(tǒng)和圍護結(jié)構(gòu)能夠隨著氣候的變化而自行調(diào)節(jié),使建筑的用能模式發(fā)生適應(yīng)性變化。例如夏天的時候可以把多余的熱量儲存在地底下,使土壤成為一個熱儲存器,到冬天的時候又把這些熱量取出來用于取暖。春天、秋天為什么能耗很低?因為這時候只需要開開窗戶就行了。這套系統(tǒng)比較適用于冬冷夏熱的廣大長江流域。
值得注意的是,
玻璃幕墻建筑雖被視為城市建筑現(xiàn)代化的標志,但是在南方地區(qū)卻要謹慎大面積推廣。玻璃本身的導(dǎo)熱性能好,而隔熱效果差,在夏天,太陽輻射熱大,導(dǎo)致建筑內(nèi)溫度很高。但是如果這類全玻璃幕墻建筑建在哈爾濱等北方地區(qū),由于北方城市一年中夏季時間短,常年的平均氣溫較低,則可以充分利用太陽光照射所能吸收的熱量來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度,這時候的玻璃幕墻建筑則是節(jié)能的綠色建筑。
第四,建筑碳中和的關(guān)鍵在于社區(qū)級能源微電網(wǎng)。需要強調(diào)的是,建筑脫碳潛力在于社區(qū)“微能源”系統(tǒng)。將風(fēng)能、太陽能光伏與建筑進行一體化設(shè)計,同時利用電梯的下降勢能和城市生物質(zhì)發(fā)電,利用社區(qū)的分布式能源微電網(wǎng)以及電動車儲能組成微能源系統(tǒng)。
借助這個微能源系統(tǒng),可以有效調(diào)節(jié)電網(wǎng)波動,例如在峰谷的時候,用電動汽車進行充電;當峰頂時,可以借用電動車所儲電能反饋電網(wǎng)一部分
電力,對電網(wǎng)用能進行調(diào)節(jié)。如果外部突發(fā)停電,社區(qū)也可以借助各家各戶的電動車電能作為臨時能源供應(yīng)。但是這種模式面臨的問題在于需要各地電網(wǎng)公司積極參與和推廣這種做法。
第五,建筑內(nèi)部的“魚菜共生”系統(tǒng)有可能在將來發(fā)揮重要脫碳作用。國外已經(jīng)開展了大量研究,綠色建筑的高級階段可以發(fā)展為“魚菜共生”系統(tǒng),使日常食物能夠在建筑內(nèi)實現(xiàn)并就近供應(yīng)。魚菜共生是一種新型的復(fù)合生態(tài)體系,它把水產(chǎn)養(yǎng)殖與水耕栽培兩種原本完全不同的農(nóng)耕技術(shù),通過巧妙的生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計,達到在建筑內(nèi)科學(xué)的協(xié)同共生,從而實現(xiàn)養(yǎng)魚不換水而無水質(zhì)憂患,種菜不施肥而正常成長的生態(tài)共生效應(yīng)。
對于建筑節(jié)能減碳還需要建立一個負面清單:一是防止城市低密度發(fā)展,即防止美國式的過度郊區(qū)化;二是在南方地區(qū)或長江流域謹慎推行按建筑平方米計價的“集中供熱”,以及“三聯(lián)供”或“四聯(lián)供”系統(tǒng)供能;三是在夏熱冬暖或夏熱冬涼地區(qū)謹慎使用大面積的玻璃幕墻;四是限制盲目建設(shè)超高層建筑,超高層建筑人均能耗要比普通建筑至少高15%;五是防止過度推行中央空調(diào);六是農(nóng)村謹慎消滅土坯房,實際上,夯土建筑每立方米比熱容量約為混凝土的一倍,改良后的抗震夯土建筑不僅成本低廉也是最節(jié)能的,凝聚了過去老百姓的歷史生活經(jīng)驗和古老的中華智慧。