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建筑全生命周期減碳指南

發布時間:2022-02-25人氣:88

0 引 言

隨著我國經濟建設取得舉世矚目的成就,整個社會的能源消耗問題日益突出,其中工業、交通、建筑作為我國能源消耗占比最大的三個領域,由高速增長階段向高質量發展階段轉變勢在必行。本文從建筑的全生命周期角度出發,論述建筑工程各階段碳排放的主要因素及對策。


1 前期階段


前期階段重在決策,其對項目全周期的影響非常重要,決策階段對于項目低碳綠色的要求,直接決定了整個項目的發展方向,對設計、施工、使用階段提出了明確的目標和要求。


1.1 投資機會研究階段

本階段是對項目宏觀整體進行把控,研判項目是否滿足國家產業政策、行業發展規劃、城市規劃的要求,是否能合理配置和有效利用資源,尤其對于“兩高”項目必須進行嚴格管控。


1.2 項目建議書階段

本階段是在投資機會研究的基礎上進行進一步的技術經濟論證,對項目是否可行進行初步判斷。主要考慮選址的合理性,盡量避開地質不良地段,減少不必要的地基處理成本,以及項目主要污染物及治理、環境影響評價等內容。


1.3 可行性研究報告階段

本階段節能減排要重點關注以下幾個方面:場地處理時盡量借助自然地形,避免深挖高填;在用地緊張的大中城市,充分利用地下空間;整體規劃布局方案應根據場地主要朝向、常年主導風向、周邊自然景觀等客觀條件,合理規劃建筑布局,充分利用自然采光、通風;對于新能源的利用等。


2 設計階段


要根據前期決策的內容,進行具體設計工作,同時滿足國家、行業的規范和標準要求。本階段工作是將項目構想落地實施的重要節點,對節能減排要求的貫徹落實,有著十分重要的作用。


2.1 初步設計階段

建筑平面布置應根據建筑功能合理排布,提高空間的靈活性、可變性。對于公共建筑應采取通用開放、自由分隔的使用空間設計,對于住宅建筑宜考慮住宅全生命周期的適用性,預留局部功能空間改造的可能性。


建筑造型方面應簡約,減少建筑形體凹凸變化,減少純裝飾構件的大量應用,不刻意標新立異做奇形怪狀的建筑,以控制建筑體形系數,減少建筑熱交換面積,從而降低后期運營階段中占比最大的空調和供暖能耗。


建筑立面效果應合理控制窗墻比,在確保充分利用自然采光的前提下,盡量減小建筑立面和屋頂的窗戶面積。此外,外窗可開啟面積應適當增大,加強春秋兩季的自然通風效果,這對于降低能耗和防控疫情都有積極的作用。


建筑材料優先選擇綠色環保的新型材料、可再生材料、可重復利用材料、本土材料,以減少對環境的破壞和污染,降低遠途運輸帶來的交通污染。


提高新能源的利用率,大部分地區均可利用采用太陽能光伏發電,利用地熱資源進行制冷制熱等,從而減少對傳統能源的依賴,降低碳排放。


對于水資源不豐富地區,設置雨水收集系統,對雨水進行儲存回收利用。


選擇節能型設備。對于用水器具選擇節水型產品,用電器具采用節能型電氣設備及節能控制措施,空調通風等設備選用能效比高的節能設備等。


2.2 施工圖設計階段

嚴格執行節能相關規范。近年來,我國的節能標準穩步提高,現在實施的《嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準》JGJ26-2018將節能標準再次提高了30%。


強制性工程建設規范《建筑節能與可再生能源利用通用規范》GB 55015-2021,將于2022年4月1日起實施,提高了居住建筑、公共建筑的熱工性能限值要求,平均設計能耗水平在原節能設計國家標準和行業標準的基礎上分別降低30%和20%。嚴寒和寒冷地區居住建筑平均節能率應為 75%;其他氣候區居住建筑平均節能率應為 65%;公共建筑平均節能率應為 72%。對于規范的嚴格執行,有利于節能減排目標的順利實現。


推廣應用新技術、新工藝。隨著科技的不斷進步,技術與工藝的更新換代也日新月異,新技術、新工藝往往意味著更好的品質、更高的效率、更低的能耗,對于已經相對成熟的新技術、新工藝的推廣應用,對于實現低碳綠色的目標有很大幫助。

數字化信息與計算的應用。建筑信息模型(BIM)技術的發展為節能減排提供了技術支持,通過建筑信息模型的建立和碳排放計算分析軟件的運用,可以快速、直觀地模擬出建筑運營期間的碳排放情況,同時聘請專業的能源顧問進行分析調整,最終優選出在項目全生命周期內綜合效益最優的方案。

建筑設備的智能化控制。具體措施有公共區域的照明系統采用分區、定時、感應等智能化節能方式控制;采光良好區域的照明控制與其他區域的照明控制分別設置;空調采取分區控制溫度等節能措施;綠化灌溉及空調冷卻水系統采用節水設備或技術;結合雨水綜合利用設施營造室外景觀水體等。


實施土建工程與裝修工程一體化設計。土建裝修一體化設計可以直接在土建設計中把裝修接口一次性預留到位,減少了拆除、重建的施工反復,節約了成本,減少了浪費。


3 施工階段


本階段主要工作是按照施工圖設計成果,采購建筑材料,組織現場施工,完成土建、安裝和裝修設計,本階段的能源消耗和碳排放達到了項目開始以來的第一個高峰。


3.1 建筑材料的選擇和生產

建筑材料選擇的好壞直接影響到節能減排的效果,不同材料的生產加工過程帶來的碳排放差別也很大,因此應盡量選擇節能環保型材料,有條件時考慮廢舊建材的二次利用。


3.2 建筑材料的運輸

材料的運輸過程會帶來大量的碳排放,因此材料產地距離項目所在地越近,運輸產生的碳排放就越少,另外選擇合理的運輸方式也很重要。


3.3 施工組織

施工過程是一個受多種因素影響的復雜的動態過程,開挖回填、土方運輸、材料加工、施工建造、監督管理、人員生活等方方面面都會給施工過程帶來影響,合理高效的施工組織,能有效減少不必要的施工浪費,從而降低碳排放。


4 使用階段


本階段主要是指建筑竣工后開始投產運營,由于各類生產、生活活動的進行,設備的運轉,以及使用過程中各類維護工作的開展,對能源的消耗進入一個長期持續的過程,因為其時間跨度大,能源消耗總量在項目全生命周期中占比最高。


4.1 工業建筑

工業建筑往往是耗能大戶,其原料運輸、生產過程、三廢排放、成品配送等環節對能源的消耗都很大,同時對于環境污染和生態破壞的影響也不容忽視。需要在前端能源替代、中端節能減排、后端循環利用三方面建立解決問題的根本措施,促進工業產業的高質量發展。


4.2 民用建筑

公共建筑和居住建筑的采暖、空調是能耗占比最高的兩部分內容,我國的節能標準不斷提高,其目的也正是為了降低采暖和空調的能耗,此階段應采用靈活的管理方法,提高公眾節能意識,減少能源消耗。


能耗監測系統近年來在公共建筑中已經得到廣泛應用,這對于建筑管理者了解建筑各類、各項以及不同區域的能耗占比,從而提出改進措施具有重要作用。


5 拆除階段


本階段是指建筑使用壽命到期或其他原因導致的拆除,意味著使用階段的徹底結束。本階段造成碳排放的主要因素是建筑拆除工作的能耗,以及廢舊材料處理過程中的能耗。


5.1 拆除工作

合理安全的拆除方式能節約大量能源,減少拆除建筑過程的碳排放。


5.2廢舊建材的處理

廢舊建材的回收利用和處理都會帶來碳排放的增加,在其他建設項目中選擇廢舊建材回收利用的制成品,或在景觀鋪地等做法中直接利用廢舊磚石等材料,對于減少碳排放十分有利。


6 結 語

減少碳排放,實現碳中和,對我國由高速增長向高質量發展轉變具有重要意義。本文從建筑的全生命周期出發,對建筑的各個階段產生碳排放的主要原因做了分析,通過采取有效控制措施,可以實現低碳建筑甚至零碳建筑的目標。


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