從九盞電燈到可持續(xù)城市,為什么我們需要綠色建筑?
8.25 全國(guó)低碳日
今年全國(guó)低碳日的主題是“低碳生活 綠建未來(lái)”,“建筑”成為了關(guān)注重點(diǎn)。
熊貓君今天也來(lái)帶大家“云參觀”一座低碳學(xué)校,共度全國(guó)低碳日,也學(xué)習(xí)低碳城市的小知識(shí)。
2019年8月,WWF與鎮(zhèn)江市生態(tài)環(huán)境局、教育局等單位緊密合作,經(jīng)綜合評(píng)估選定鎮(zhèn)江市揚(yáng)中市興隆中學(xué)為試點(diǎn),依照國(guó)際領(lǐng)先標(biāo)準(zhǔn)對(duì)兩間教室的照明和空調(diào)設(shè)備進(jìn)行了節(jié)能低碳改造。
05:26
興隆中學(xué)的改造故事©WWF
一直以來(lái),興隆中學(xué)使用傳統(tǒng)老式T8熒光燈管進(jìn)行照明,但整體照明環(huán)境有待改善。我們對(duì)照明系統(tǒng)改造,選擇高能效和高質(zhì)量的照明產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)教室課桌面和光舒適性的明顯提升,同時(shí)保證了無(wú)眩光、無(wú)頻閃、無(wú)藍(lán)光危害。而9盞新的燈管,就能實(shí)現(xiàn)原來(lái)31個(gè)燈管的照明效果。
改造后,興隆中學(xué)在5年內(nèi)的節(jié)電量可達(dá)19440度。更重要的是,教室光質(zhì)量會(huì)得到極大改善,同學(xué)們用眼衛(wèi)生條件也會(huì)大幅提升。

照明設(shè)施改造
另外興隆中學(xué)的系統(tǒng)升級(jí),為當(dāng)?shù)刂贫ǖ吞紝W(xué)校地方標(biāo)準(zhǔn)提供了數(shù)據(jù)支持,發(fā)揮了示范引領(lǐng)作用。2021年1月,鎮(zhèn)江市《低碳學(xué)校建設(shè)指南》(DB3211/T1023-2021作為市級(jí)地方標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布。今年,鎮(zhèn)江將依照標(biāo)準(zhǔn),先行對(duì)全市50所以上義務(wù)教育階段的學(xué)校進(jìn)行教室照明節(jié)能改造。

圖片來(lái)源于鎮(zhèn)江市人民政府官網(wǎng)
事實(shí)上,對(duì)學(xué)校的低碳改造,是WWF推進(jìn)低碳城市要實(shí)現(xiàn)的一個(gè)小目標(biāo)。
工業(yè)、交通與建筑是當(dāng)今能源消耗的三個(gè)主要領(lǐng)域。而城鎮(zhèn)區(qū)域是這三大能耗領(lǐng)域的集合點(diǎn),也是全球能源轉(zhuǎn)型最重要的參與者。城市的可持續(xù)發(fā)展,離不開(kāi)節(jié)能、低碳的綠色建筑。
2020年WWF支持中國(guó)城市科學(xué)研究會(huì)的報(bào)告《面向2035的城市低碳轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展策略研究》中闡述了城市可持續(xù)發(fā)展愿景與指標(biāo) 。

該指標(biāo)結(jié)合了聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)、世界自然基金會(huì)的城市解決方案以及中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化和可持續(xù)發(fā)展的策略方案,從碳排放、可再生能源利用、建筑能效、空氣污染、協(xié)同效應(yīng)、綠色、可持續(xù)等方面綜合考慮,著重選擇碳減排、可再生能源發(fā)展、建筑可持續(xù)發(fā)展、改善環(huán)境質(zhì)量、綠色城市交通、生態(tài)保護(hù)與韌性城市這六大領(lǐng)域開(kāi)展研究,發(fā)現(xiàn)國(guó)際城市在低碳可持續(xù)發(fā)展方面領(lǐng)先或有創(chuàng)新性的發(fā)展目標(biāo)與指標(biāo)。

摘自報(bào)告《面向2035的城市低碳轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展策略研究》
推進(jìn)建筑節(jié)能和綠色建筑發(fā)展,是推進(jìn)節(jié)能減排和應(yīng)對(duì)氣候變化的有效手段。
建筑能耗主要包括建造能耗和運(yùn)行能耗兩個(gè)部分。建筑建造能耗是指由于建筑建造所導(dǎo)致的從原材料開(kāi)采、建材生產(chǎn)、運(yùn)輸以及現(xiàn)場(chǎng)施工所產(chǎn)生的建筑消耗。建筑運(yùn)行能耗是指在住宅、辦公建筑、學(xué)校、商場(chǎng)、賓館、交通樞紐、文體娛樂(lè)設(shè)施等建筑內(nèi),為居住者或使用者提供供暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、炊事、生活熱水,以及其他為了實(shí)現(xiàn)建筑的各項(xiàng)服務(wù)功能所產(chǎn)生的能源消耗。

圖片來(lái)源于pixabay
自2000年以來(lái),全球建筑領(lǐng)域的能源消耗穩(wěn)步增加,年均增長(zhǎng)率約為1.1%。2018年,建筑建造和運(yùn)行的終端能源消耗占全球總能耗的35%,其中建造能耗占6%,運(yùn)行能耗占 30%。建筑行業(yè)相關(guān)二氧化碳排放占全球總二氧化碳排放的39%,其中由建筑建造導(dǎo)致的二氧化碳排放占11%,建筑運(yùn)行占28%。特別是2019年,由于極端天氣的影響以及供暖和制冷需求的持續(xù)增加, 源自建筑電力與熱力的直接和間接二氧化碳排放量上升到 10Gt,是有記錄以來(lái)的最高水平 (IEA, 2020)。
根據(jù)清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心的核算結(jié)果,2018年中國(guó)建筑能耗占全社會(huì)總能耗的37%,建筑領(lǐng)域相關(guān)二氧化碳排放占全社會(huì)二氧化碳總排放量42%。建筑領(lǐng)域能耗和二氧化碳排放占比均略高于全球整體水平 (清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心, 2020)。

圖片來(lái)源于pixabay
建筑領(lǐng)域能耗的持續(xù)增長(zhǎng),一方面是因?yàn)樾陆ńㄖ娣e的增加,特別是快速的城鎮(zhèn)化發(fā)展造成民用建筑需求的不斷增加。另一方面,伴隨著不斷提高的生活水平,民用建筑在生活熱水、空調(diào)等方面需求的增加,也大幅提升了建筑在電力和熱力方面的能源消耗。2030年碳達(dá)峰和2060年碳中和目標(biāo)的提出,對(duì)建筑領(lǐng)域能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型提出了新的要求,如何降低建筑在用電、供暖和制冷方面造成的直接或間接二氧化碳排放,是建筑領(lǐng)域未來(lái)發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
提升建筑能效并降低建筑領(lǐng)域碳排放,需要在降低建筑自身能源需求的同時(shí),優(yōu)化建筑的能源利用。對(duì)此,可再生能源利用可以發(fā)揮重要的作用。
2020年,WWF發(fā)布《中國(guó)城市大規(guī)模推廣建筑領(lǐng)域可再生能源利用研究報(bào)告》,為推廣建筑領(lǐng)域可再生能源利用提供技術(shù)解讀和建議措施。

可再生能源利用是低碳發(fā)展戰(zhàn)略和轉(zhuǎn)型路徑中最重要的手段之一。可再生能源利用在分布形式和規(guī)模上具有很強(qiáng)的靈活性,能源的生產(chǎn)更加接近能源消費(fèi)端,適宜于在城鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)開(kāi)展。
可再生能源
包括風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?等非化石能源,在自然界中可以循環(huán)再生,是人類取之不盡、用之不竭的能源。
構(gòu)建城鎮(zhèn)分布式能源系統(tǒng),一方面可以減少空氣污染和溫室氣體排放, 降低城市能源成本,減少對(duì)傳統(tǒng)化石燃料的依賴,另一方面可以推動(dòng)本地與可再生能源利用相關(guān)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,為城鎮(zhèn)增加就業(yè)機(jī)會(huì)。
目前,世界各地已有超過(guò)兩百個(gè)城市制定了可再生能源發(fā)展目標(biāo),例如加拿大溫哥華市于2015年發(fā)布了《可再生能源城市戰(zhàn)略2015-2050》,其目標(biāo)是到2050年實(shí)現(xiàn)溫哥華市100%的可再生能源利用 (City of Vancouver, 2015)。

© James Thomas / Unsplash
在中國(guó),很多城市都明確了可再生能源發(fā)展目標(biāo),北京市在最新的城市總體規(guī)劃中也提出到2020年北京市可再生能源利用比重要達(dá)到8%,到2035年達(dá)到20% (北京市規(guī)劃和自然資源委員會(huì), 2018)。
伴隨著可再生能源技術(shù)的不斷成熟,如電力和熱能儲(chǔ)存、電動(dòng)汽車智能充電、可再生電力產(chǎn)熱和制氫、數(shù)字技術(shù)和智能能源管理等,以可再生能源為基礎(chǔ)的分布式能源系統(tǒng)得以在越來(lái)越多的城鎮(zhèn)及其周邊地區(qū)得到部署。
城鎮(zhèn)范圍內(nèi)的建筑用能途徑主要包括家用電器、空調(diào)、照明、炊事、生活熱水以及夏熱冬冷地區(qū)的冬季供暖。不同類型和功能的建筑,所需電能和熱能比例也不相同。可再生能源依據(jù)其產(chǎn)能方式可分為可再生能源發(fā)電和可再生能源供暖與制冷兩種方式,所以建筑行業(yè)的可再生能源使用,需要搭建一個(gè)多層面的工作框架將有助于推廣建筑領(lǐng)域可再生能源利用的開(kāi)展與落地。其內(nèi)容包括:與合作伙伴共同選定示范技術(shù)和項(xiàng)目、協(xié)助地方推動(dòng)可再生能源發(fā)展管理體系建立、并在具體示范項(xiàng)目合作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上為城 鎮(zhèn)提供政策和標(biāo)準(zhǔn)建議。
硬核知識(shí)太多,熊貓君再帶來(lái)兩個(gè)案例,幫你了解可再生能源在建筑上的應(yīng)用。

案例一: 青海省海東市樂(lè)都區(qū)“麗水灣” 被動(dòng)式超低能耗居住建筑示范項(xiàng)目
該項(xiàng)目為超低能耗被動(dòng)式住宅建筑,采用太陽(yáng)能+空氣源熱 泵的聯(lián)合供暖系統(tǒng),室內(nèi)采暖由各層的新風(fēng)系統(tǒng)完成,新風(fēng)系統(tǒng)加熱所需熱源由屋頂集中的太陽(yáng)能系統(tǒng)和空氣源系統(tǒng)提供。該系統(tǒng)采用多能源互補(bǔ)技術(shù),低溫高效供熱技術(shù), 實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱水單元和輔助加熱裝置的協(xié)同優(yōu)化控制。優(yōu)先利用太陽(yáng)能、環(huán)境熱源,以空氣源熱泵為補(bǔ)充能源,實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、健康、可持續(xù)供應(yīng)熱水。
前期能耗模擬計(jì)算論證,超低能耗建筑技術(shù)與可再生能源利用相結(jié)合來(lái)滿足高層建筑用能需求的方案 是可行的。該項(xiàng)目目前也是中國(guó)西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)打造氣候友好型建筑的燈塔項(xiàng)目。

案例二: 柏林德國(guó)議會(huì)大廈
二十世紀(jì)九十年代,柏林德國(guó)議會(huì)大廈的改造應(yīng)用了一項(xiàng)能源方案,使建筑群中的議會(huì)大廈提高了對(duì)可再生一次能源的使用率。
建筑的電能由生物柴油驅(qū)動(dòng)的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組生產(chǎn),發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱和廢氣被用于制熱。生物柴油由油菜籽制成,油菜籽來(lái)自距離柏林不遠(yuǎn)的種植區(qū)。此外,冬季還有4個(gè)供暖鍋爐可用于供熱。夏季,吸收式制冷機(jī)把發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱收集起來(lái),用于給大廈降溫。春季和秋季既沒(méi) 有供暖也沒(méi)有降溫需求,多余的熱能就被泵入地下的地?zé)崮艽鎯?chǔ)器中。有能源需求的時(shí)候,可以通過(guò)熱泵再利用這部分能源。熱力提取后,水冷卻下來(lái)并作為冷力儲(chǔ)能器保存在地下約60米深的地方。這些水在夏天用來(lái)給大廈降溫。
議會(huì)大廈還為電力供給安裝了大約3600平方米的光電池模塊。最初幾年里,這套系統(tǒng)的運(yùn)行得到了不斷的優(yōu)化。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組生產(chǎn)的大約60%熱力可存儲(chǔ)后被再度提取利用。
當(dāng)然,綠色建筑不僅要實(shí)現(xiàn)高效率地利用資源,節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材 ,最低限度地影響環(huán)境的建筑物,同時(shí)也要為我們提供健康、舒適、安全的居住、工作和活動(dòng)的空間。
你身邊有低碳建筑么?你希望在什么樣的地方工作和生活?歡迎留言告訴熊貓君呀~

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