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【碳排放】建筑全生命周期减碳指南

日期: 2022-03-30
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引 言

随着我国经济建设取得举世瞩目的成就,整个社会的能源消耗问题日益突出,其中工业、交通、建筑作为我国能源消耗占比最大的三个领域,由高速增长阶段向高质量发展阶段转变势在必行。本文从建筑的全生命周期角度出发,论述建筑工程各阶段碳排放的主要因素及对策。

 

前期阶段

前期阶段重在决策,其对项目全周期的影响非常重要,决策阶段对于项目低碳绿色的要求,直接决定了整个项目的发展方向,对设计、施工、使用阶段提出了明确的目标和要求。

 

01//投资机会研究阶段

本阶段是对项目宏观整体进行把控,研判项目是否满足国家产业政策、行业发展规划、城市规划的要求,是否能合理配置和有效利用资源,尤其对于“两高”项目必须进行严格管控。

 

02//项目建议书阶段

本阶段是在投资机会研究的基础上进行进一步的技术经济论证,对项目是否可行进行初步判断。主要考虑选址的合理性,尽量避开地质不良地段,减少不必要的地基处理成本,以及项目主要污染物及治理、环境影响评价等内容。

 

03//可行性研究报告阶段

本阶段节能减排要重点关注以下几个方面:场地处理时尽量借助自然地形,避免深挖高填;在用地紧张的大中城市,充分利用地下空间;整体规划布局方案应根据场地主要朝向、常年主导风向、周边自然景观等客观条件,合理规划建筑布局,充分利用自然采光、通风;对于新能源的利用等。

 

设计阶段

要根据前期决策的内容,进行具体设计工作,同时满足国家、行业的规范和标准要求。本阶段工作是将项目构想落地实施的重要节点,对节能减排要求的贯彻落实,有着十分重要的作用。

 

01//初步设计阶段

建筑平面布置应根据建筑功能合理排布,提高空间的灵活性、可变性。对于公共建筑应采取通用开放、自由分隔的使用空间设计,对于住宅建筑宜考虑住宅全生命周期的适用性,预留局部功能空间改造的可能性。

 

建筑造型方面应简约,减少建筑形体凹凸变化,减少纯装饰构件的大量应用,不刻意标新立异做奇形怪状的建筑,以控制建筑体形系数,减少建筑热交换面积,从而降低后期运营阶段中占比最大的空调和供暖能耗。

 

建筑立面效果应合理控制窗墙比,在确保充分利用自然采光的前提下,尽量减小建筑立面和屋顶的窗户面积。此外,外窗可开启面积应适当增大,加强春秋两季的自然通风效果,这对于降低能耗和防控疫情都有积极的作用。

 

建筑材料优先选择绿色环保的新型材料、可再生材料、可重复利用材料、本土材料,以减少对环境的破坏和污染,降低远途运输带来的交通污染。

 

提高新能源的利用率,大部分地区均可利用采用太阳能光伏发电,利用地热资源进行制冷制热等,从而减少对传统能源的依赖,降低碳排放。

 

对于水资源不丰富地区,设置雨水收集系统,对雨水进行储存回收利用。

 

选择节能型设备。对于用水器具选择节水型产品,用电器具采用节能型电气设备及节能控制措施,空调通风等设备选用能效比高的节能设备等。

 

02//施工图设计阶段

严格执行节能相关规范。近年来,我国的节能标准稳步提高,现在实施的《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-2018将节能标准再次提高了30%。

 

强制性工程建设规范《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB 55015-2021,将于2022年4月1日起实施,提高了居住建筑、公共建筑的热工性能限值要求,平均设计能耗水平在原节能设计国家标准和行业标准的基础上分别降低30%和20%。严寒和寒冷地区居住建筑平均节能率应为 75%;其他气候区居住建筑平均节能率应为 65%;公共建筑平均节能率应为 72%。对于规范的严格执行,有利于节能减排目标的顺利实现。

 

推广应用新技术、新工艺。随着科技的不断进步,技术与工艺的更新换代也日新月异,新技术、新工艺往往意味着更好的品质、更高的效率、更低的能耗,对于已经相对成熟的新技术、新工艺的推广应用,对于实现低碳绿色的目标有很大帮助。

 

数字化信息与计算的应用。建筑信息模型(BIM)技术的发展为节能减排提供了技术支持,通过建筑信息模型的建立和碳排放计算分析软件的运用,可以快速、直观地模拟出建筑运营期间的碳排放情况,同时聘请专业的能源顾问进行分析调整,最终优选出在项目全生命周期内综合效益最优的方案。

 

建筑设备的智能化控制。具体措施有公共区域的照明系统采用分区、定时、感应等智能化节能方式控制;采光良好区域的照明控制与其他区域的照明控制分别设置;空调采取分区控制温度等节能措施;绿化灌溉及空调冷却水系统采用节水设备或技术;结合雨水综合利用设施营造室外景观水体等。

 

实施土建工程与装修工程一体化设计。土建装修一体化设计可以直接在土建设计中把装修接口一次性预留到位,减少了拆除、重建的施工反复,节约了成本,减少了浪费。

 

施工阶段

本阶段主要工作是按照施工图设计成果,采购建筑材料,组织现场施工,完成土建、安装和装修设计,本阶段的能源消耗和碳排放达到了项目开始以来的第一个高峰。

 

01//建筑材料的选择和生产

建筑材料选择的好坏直接影响到节能减排的效果,不同材料的生产加工过程带来的碳排放差别也很大,因此应尽量选择节能环保型材料,有条件时考虑废旧建材的二次利用。

 

02//建筑材料的运输

材料的运输过程会带来大量的碳排放,因此材料产地距离项目所在地越近,运输产生的碳排放就越少,另外选择合理的运输方式也很重要。

 

03//施工组

施工过程是一个受多种因素影响的复杂的动态过程,开挖回填、土方运输、材料加工、施工建造、监督管理、人员生活等方方面面都会给施工过程带来影响,合理高效的施工组织,能有效减少不必要的施工浪费,从而降低碳排放。

 

使用阶段

本阶段主要是指建筑竣工后开始投产运营,由于各类生产、生活活动的进行,设备的运转,以及使用过程中各类维护工作的开展,对能源的消耗进入一个长期持续的过程,因为其时间跨度大,能源消耗总量在项目全生命周期中占比最高。

 

01//工业建筑

工业建筑往往是耗能大户,其原料运输、生产过程、三废排放、成品配送等环节对能源的消耗都很大,同时对于环境污染和生态破坏的影响也不容忽视。需要在前端能源替代、中端节能减排、后端循环利用三方面建立解决问题的根本措施,促进工业产业的高质量发展。

 

02//民用建筑

公共建筑和居住建筑的采暖、空调是能耗占比最高的两部分内容,我国的节能标准不断提高,其目的也正是为了降低采暖和空调的能耗,此阶段应采用灵活的管理方法,提高公众节能意识,减少能源消耗。

能耗监测系统近年来在公共建筑中已经得到广泛应用,这对于建筑管理者了解建筑各类、各项以及不同区域的能耗占比,从而提出改进措施具有重要作用。

 

拆除阶段

本阶段是指建筑使用寿命到期或其他原因导致的拆除,意味着使用阶段的彻底结束。本阶段造成碳排放的主要因素是建筑拆除工作的能耗,以及废旧材料处理过程中的能耗。

 

01//拆除工作

合理安全的拆除方式能节约大量能源,减少拆除建筑过程的碳排放。

 

02//废旧建材的处理

废旧建材的回收利用和处理都会带来碳排放的增加,在其他建设项目中选择废旧建材回收利用的制成品,或在景观铺地等做法中直接利用废旧砖石等材料,对于减少碳排放十分有利。

 

结 语

减少碳排放,实现碳中和,对我国由高速增长向高质量发展转变具有重要意义。本文从建筑的全生命周期出发,对建筑的各个阶段产生碳排放的主要原因做了分析,通过采取有效控制措施,可以实现低碳建筑甚至零碳建筑的目标。

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