建筑碳排放如何计算?怎样减少建筑碳排放?

100次浏览     发布时间:2024-08-03 15:32:15    

建筑物在建造和运行过程中消耗大量的自然资源和能源,是温室气体排放的主要来源之一。

中国碳排放的一半与房屋、楼宇有关 -- 2018年,中国建筑全过程碳排放总量为49.3亿吨,占全国碳排放比重的51.3%。如何减少建筑物的二氧化碳排放已经迫在眉睫。

2021年10月,住建部批准了中国首个建筑碳排放强制性规范《建筑节能与可再生能源利用通用规范》,2022年4月1日起也就是一个月后将被严格执行。作为建筑设计强制要求,其涉及范围包括新建建筑、既有建筑、可再生能源系统、施工调试验收与运行管理等内容。

建筑环境中的碳排放与节能降耗

《通用规范》从新建建筑节能设计、既有建筑节能、可再生能源利用三个方面,明确了设计、施工、调试、验收、运行管理的强制性指标及基本要求。内容架构、要素构成、主要技术指标等与发达国家相关技术法规和标准接轨。

与2016年起执行的节能设计标准基础上,中国提高了居住建筑、公共建筑的热工性能限值要求,与大部分地区现行节能标准不同,平均设计能耗水平在现行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%。

注:平均节能率是指在当地1980~1981年建筑能耗水平的基础上节约的百分比。

对于可再生能源利用,《通用规范》对太阳能利用、空气源热泵、地源热泵等提出了明确指标和要求。太阳能光伏作为下一阶段县市建设及达到双碳目标的重要举措,《通用规范》要求新建建筑应安装太阳能系统,太阳能光伏发电系统设计时,应给出系统装机容量和年发电总量。

《通用规范》的实施是具有强制约束力的控制性底线要求,在工程建设项目的勘察、设计、施工、验收、维修、养护、拆除等建设活动全过程中必须严格执行。对于既有建筑改造项目(指不改变现有使用功能),当条件不具备、执行现行规范确有困难时,应不低于原建造时的标准。实施后,现行工程建设地方标准中的强制性条文应及时修订,且不得低于强制性工程建设规范的规定。

而完成这项工作不仅仅是让数字达标 – 对于新建、扩建和改建建筑及既有建筑节能改造,建筑项目的可行性研究报告、建设方案和初步设计文件就应包含建筑能耗、可再生能源利用及建筑碳排放分析报告,这意味着建筑建设与管理者必须提前想好每一步。

强制性规范的实施也将引发对于建筑环境中碳排放与节能降耗相关更广泛的评估。那么作为企业、设施及楼宇的管理者,应当如何应对建筑脱排新的挑战?

《通用规范》对中国的建筑意味着什么?

中国过去的建筑相关碳排放标准更多是推荐或者建议,但是这次对于碳排放强度有了明确强制标准,解决了过去对于建筑碳排放没有明确量化指标要求的问题。

对于中国的建筑来说,无论是新建建筑还是既有建筑的节能改造设计,《通用规范》对于实现碳达峰、碳中和目标的指明了一条路,这不仅可以带动关联产业的技术创新,部分指标要求的提高更是为绿色、节能建筑技术以及服务市场带来巨大的发展契机。除了新建建筑的建设活动全过程均要严格遵守《通用规范》,中国更严格的建筑碳排放指标也将使既有建筑的管理者开始更加注重建筑碳排放,特别是建筑在运行中产生的能耗。

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4月1日起强制性规范的实施对于建筑的建设与管理者来说都是一个近在咫尺的挑战,新建、改建和扩建建筑以及既有建筑节能改造工程的建筑节能与可再生能源建筑应用系统的设计、施工、验收及运行管理都必须执行该规范。首先,大家要做的就是开始计算建筑在建设以及运行过程中产生的碳排放。

建筑全寿命周期碳排放是以下三类碳排放之和:

01、建筑直接碳排放

指建筑运行阶段直接消费的化石能源带来的碳排放,主要产生于建筑直接供暖、炊事、生活热水、医院或酒店蒸汽等导致的燃料排放等活动。

02、建筑间接碳排放

指建筑运行阶段消费的电力和热力两大二次能源带来的碳排放,这是建筑运行碳排放的主要来源。建筑直接与间接碳排放相加即为建筑运行碳排放。

03、建筑隐含碳排放

指建筑施工和建材生产带来的碳排放。

据估计,有大概20%的能耗在设计和施工阶段产生,而大概80%产生在建筑使用阶段。在建筑的运行阶段,碳排放量除包含暖通空调、生活热水、照明及电梯在建筑运行期间的碳排放量外,还需考虑可再生能源和建筑碳汇系统的减碳量。此阶段的碳排放量应根据各系统不同类型能源消耗量(如天然气、电力等)和不同类型能源的碳排放因子确定。

目前建筑运行阶段能源结构中大部分仍然采用化石能源,可再生能源比例大概只有6%。未来如何建设更多清洁能源并实现最大消纳,成为建筑行业碳减排的重要实现路径。

有多种可以降低建筑碳排放的措施,首先可以通过提高能效和碳效来减少碳排放量。例如,降低建筑能耗需求、提高建筑用能效率、利用低碳循环建材、采用低碳建造方式等。其次,积极利用太阳能等可再生能源代替化石能源,以及在项目区域内保护和增加植被来抵消项目的碳排放。

对于楼宇管理者来说,计算碳排放以及建筑脱碳要根据数据进行具体分析。不同地区、不同人员结构、不同建筑用途和功能,碳排放情况都是不一样的,不能“一刀切”,而是要科学系统地解决问题。

运行阶段的碳排放量应根据各系统不同类型能源消耗量(如天然气、电力等)和不同类型能源的碳排放因子确定。对于尚未投入使用的项目,应采用建筑在标准运行工况下的预测碳排放量。对于投入使用的项目,应基于实际运行数据,得出运行阶段碳排放量相关数据。

运行阶段碳排放量除包含暖通空调、生活热水、照明及电梯在建筑运行期间的碳排放量外,还需考虑可再生能源和建筑碳汇系统的减碳量,并且能耗和碳排放都需要从强度、空间和时间三个维度来考虑。

更严格的标准、更多的绿色建筑

与2016年的标准相比,马上要实施的《通用规范》也表明中国正在逐步提高对于建筑碳排放的标准,这对于实现“3060”目标是至关重要的。建筑的建设者与管理者都要更加一丝不苟地执行《通用规范》或者尽最大努力从已存建筑生命周期的各个阶段减少碳排放,提高建筑节能水平,寻求多样的解决方案来增加可再生资源的利用率。

与此同时,中国也在努力增加高品质绿色建筑的比例,加快推进既有建筑节能改造,因地制宜推进建筑可再生能源应用,优化城市建设用能结构,推进绿色低碳建造。

绿色建筑是在建筑的全寿命周期内,节约资源、保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间,最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑。现阶段中国的绿色建筑发展方向更加强调了绿色建筑居住主体的感受。其实对于绿色建筑的定义并没有一个绝对的原则,而应当结合建筑所在地域的气候、环境、资源、经济和文化等特点,因地制宜地对建筑全寿命期内的安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约、环境宜居5类指标等性能进行综合评价。

理想的绿色建筑在室内与室外环境都应该充分达到或者体现一种平衡。对于室内环境,绿色建筑应当考虑到的问题包括温度、日光照明、声音与空气质量。而对于室外环境,重点则是环境融和生态,做到整体绿化。

过去十年中,中国有不少成功的绿色建筑经验与案例,但是也有很多建筑单位由于规划阶段缺乏专业人士的指导、专业人才不足、或者在建造过程中技术水平欠缺等各种原因导致建筑成果与预期存在出入。虽然绿色建筑初始投资成本高于非绿色建筑,但是长期来看,绿色建筑的额外收益都是更大的。