“双碳”背景下的建筑节能与碳减排应对分析

“双碳”背景下的建筑节能与碳减排应对分析

陈森林

马鞍山中鑫工程质量检测咨询有限公司  安徽马鞍山 243000

摘要：在全球变暖和气候变化日益严峻的背景下，减少碳排放已成为实现可持续发展的紧迫任务。作为重要的能源消耗领域，建筑业承担着巨大的能源消耗和碳排放责任。因此，研究建筑节能和碳减排应对措施，对于推动低碳经济发展具有重要意义。鉴于此，本文围绕“双碳”背景下的建筑节能与碳减排应对策略展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：建筑全生命周期管理；碳排放；绿色建筑；能源利用率

1.建筑碳排放构成及特点

建筑行业体量极其庞大，对于建筑碳排放的测量，学术界没有统一观点，大多将建筑碳排放分为建筑直接碳排放和建筑间接碳排放。建筑直接碳排放是指建筑运行阶段直接消费的化石能源带来的碳排放，主要产生于建筑施工和建材生产及运输阶段，建筑间接碳排放是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。建筑材料的生产是建筑直接碳排放的重要来源。在建筑物的施工过程中，混凝土、钢铁、水泥、砖、玻璃都是不可或缺的应用材料，其能源消耗和碳排放的数据也十分庞大[1]。建筑间接碳排放则与城市形态息息相关。例如城市的气候状况，空间形态，建设强度和土地利用形态。具体作用机制如图1所示。

图1 间接碳排放具体作用机制

2.建筑节能措施

 2.1建筑设计优化

（1）采光设计：合理安排建筑的窗户、天窗和采光井等，以最大程度地利用自然光线，减少对人工照明的需求。此外，还可以使用高效玻璃和透明隔热材料来提高窗户的绝热性能，减少能量损失。（2）自然通风设计：通过合理设置门窗、通风口和风道等，利用自然气流实现建筑内部的通风换气，降低对机械通风系统的依赖。此外，还可以考虑使用智能控制技术，根据室内温湿度和空气质量，自动调节通风系统的运行，进一步提高能效。（3）能源管理系统：在建筑设计中考虑引入能源管理系统，通过实时监测和控制建筑内部的能耗设备，如照明、空调和供暖系统等，实现能源的合理利用和管理。这样可以根据不同时间段的能耗需求来调整设备的运行，避免能源的浪费[2]。（4）保温隔热设计：在建筑外墙、屋顶和地板等部位采用具有良好隔热性能的材料，减少建筑物内外部之间的能量传输，降低能耗。此外，还可以考虑结合绿色屋顶和外墙覆盖物等技术，进一步提高保温隔热效果。

2.2使用高效建筑材料

（1）高效隔热材料：例如岩棉、聚苯板、聚氨酯发泡材料等，它们具有较低的导热系数，能够有效隔离热量的传递，降低建筑物内外部之间的热损失。（2）高效窗户：采用双层或多层玻璃窗户，中间填充气体或真空层，以提供更好的隔热性能。还可以选择具有低辐射涂层的窗户，减少热量的辐射传输。（3）可调光和智能玻璃：这些玻璃具有可调节透光度的功能，可以根据室内外光线情况自动调节玻璃的透光率，实现最佳的自然采光效果，减少对人工照明的依赖。（4）太阳能光伏板和太阳能热水器：利用太阳能来发电和供暖，减少对传统能源的需求。太阳能光伏板可以将阳光转换为电能，供应建筑内部的电力需求；太阳能热水器则可以利用太阳能来加热水，满足建筑的热水需求。（5）绿色屋顶：通过在建筑屋顶种植植被，形成一个保温层，减少建筑物内外部之间的热传输。绿色屋顶不仅可以提供保温隔热效果，还可以吸收雨水、净化空气，改善城市环境[3]。

2.3优化供暖系统和制冷系统

（1）高效设备选择：选择具有高能效比的供暖和制冷设备，如高效燃气锅炉、热泵系统等。这些设备能够以更少的能源产生更多的热量或制冷效果，从而降低能源消耗。（2）精确的控制系统：安装智能温控系统，根据实时室内温度和外部天气状况，自动调整供暖和制冷设备的运行。精确的控制系统可以避免过度供热或制冷，减少能源浪费。（3）能量回收利用：采用余热回收系统，将供暖或制冷过程中产生的废热回收并利用，例如用于供应热水或其他需要热能的设备。这样可以最大限度地利用能源，减少能源浪费。（4）考虑自然通风和 passivhaus 设计：在设计阶段就考虑利用自然通风和 passivhaus（被动式房屋）设计原则，减少对机械供暖和制冷系统的依赖[4]。通过合理的建筑布局、窗户位置和通风设施设计等，最大程度地利用自然气流来调节室内温度。

3.碳减排应对措施

3.1提升建筑能效标准

（1）加强建筑节能法规：政府可以制定更为严格的建筑节能法规和标准，要求新建建筑和大规模翻修项目符合更高的能效要求。同时，还可以鼓励建筑业主对现有建筑进行能源改造，提高其能效水平。（2）推广绿色建筑认证体系：引入绿色建筑认证体系，例如LEED、BREEAM等，以评估建筑的整体环境性能，并给予相应的认证和奖励。这将激励建筑业主和设计师采用更环保和节能的技术和设计理念。（3）提供财政激励和补贴政策：政府可以通过财政激励和补贴政策，鼓励企业和个人投资于高能效建筑。例如，提供税收优惠、补贴或贷款等方式，降低建筑能效改造的经济成本，推动市场对低碳建筑的需求

[5]。（4）加强监管和检查力度：加大对建筑工地和建筑物的监管和检查力度，确保建筑项目符合能效标准。通过严格的监管和惩罚措施，促使建筑业主、设计师和承建商遵循能效要求，确保建筑物的真正能效达到预期水平。

3.2发展可再生能源

（1）太阳能利用：在建筑物的屋顶或立面安装太阳能光伏板，将太阳能转化为电力供应建筑内部的用电需求。太阳能光伏系统可以以清洁、无污染的方式生成电能，减少对传统电力网的依赖。（2）风能利用：在适宜的地区建设风力发电场，通过风力涡轮机将风能转化为电力。风能是一种可再生、清洁的能源，可以替代传统的化石燃料发电，减少温室气体的排放。（3）生物质能利用：利用废弃物、农作物残渣等生物质资源，通过燃烧或发酵产生热能或发电。生物质能是一种可再生、低碳的能源，有助于减少建筑中使用的化石燃料。（4）地热能利用：通过地热泵等技术，利用地下的热能供应建筑的供暖和制冷需求。地热能是一种稳定、可再生的能源，不仅能减少碳排放，还能为建筑提供可靠的能源供应。（5）水能利用：在适宜的区域建设水力发电站，将水流的动能转化为电力。水力发电是一种零排放的能源形式，可以替代传统的化石燃料发电。

3.3推广碳交易机制

（1）碳排放配额分配：政府可以设定碳排放配额，并将其分配给各个行业和企业。这些配额可以根据行业的碳排放水平和发展需求进行合理分配，激励企业减少碳排放。（2）市场化碳交易：建立碳交易市场，使企业和组织可以在市场上进行碳排放配额的买卖。通过供需关系的调节，碳交易市场可以形成一个有效的碳价，鼓励减排和创新，同时提供了强大的经济激励。（3）引入碳税或碳排放费用：政府可以引入碳税或碳排放费用，对二氧化碳排放量超过一定限额的企业征收费用。这种方式可以通过经济手段激励企业降低碳排放，并为碳交易市场提供一个基准价格。（4）推动碳市场发展：政府可以提供政策和法规支持，鼓励企业参与碳交易市场。例如，给予碳市场参与者税收优惠、减免手续费等激励措施，推动碳市场的健康发展。

结语

总而言之，在"双碳"背景下，建筑节能和碳减排应对措施是实现可持续发展和应对气候变化的关键举措。通过采取适当的节能和碳减排措施，可以降低建筑能源消耗和碳排放，为建设低碳经济做出贡献。政府、企业和个人应共同努力，推动建筑行业向可持续发展方向转型，实现可持续城市的目标。

参考文献：

[1]吴丽娜. 双碳背景下低碳建筑建造与施工碳减排路径研究[J]. 黑龙江环境通报,2023,36(05):33-35.

[2]王志伟. 建设工程项目实施阶段碳减排影响因素及策略研究[D].广州大学,2023.

[3]牛凯征,薛东昊,李洁芯. 绿色建材应用碳减排潜力测算研究[J]. 四川建材,2022,48(07):3-4+11.

[4]林波荣,周浩. “双碳”目标下的我国建筑工程标准发展建议[J]. 工程建设标准化,2022,(02):28-29.

[5]周霖,林臻. 基于“双碳”目标的城市建筑碳减排路径探讨[J]. 中国环保产业,2021,(09):22-28.