中建一局承建的北京城市副中心160地塊工程,打造“鋼結構+全幕墻系統(tǒng)”的零能耗建筑。
崔 璨攝
建筑領域是我國能源消耗和碳排放的主要領域之一。隨著城鎮(zhèn)化率和居民生活水平不斷提升,我國建筑領域能源消耗和二氧化碳排放將保持剛性增長,節(jié)能降碳潛力巨大。
近日,國務院辦公廳轉發(fā)國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設部《加快推動建筑領域節(jié)能降碳工作方案》(以下簡稱《方案》),聚焦提高建筑領域能源利用效率、降低碳排放水平等方面系統(tǒng)部署了12項重點任務。下一步,建筑領域將如何大力推進節(jié)能降碳工作,記者進行了采訪。
提升新建建筑節(jié)能降碳水平,推進既有建筑改造升級
廣東省廣州市黃埔區(qū),逕下未來鄉(xiāng)村新型建筑工業(yè)化示范項目施工現場,一棟棟模塊化房屋有序吊裝。不久后,200余棟綠色低碳、舒適宜居的新農宅將拔地而起。
走進樣板間,中建科技副總經理、總建筑師樊則森向記者介紹了節(jié)能“竅門”:
一方面,充分利用天然采光和節(jié)能結構設計。南北外窗采用透光率高、傳熱系數低的節(jié)能窗;設計合理的外挑遮陽房檐和遮陽窗簾,可有效減少陽光輻射;坡屋頂和平屋頂相結合的雙層屋面設計,搭配加厚設計的室內保溫層,可有效降低室內熱損。
另一方面,采用“光儲直柔”一體化解決方案,將屋頂的光伏電能儲存起來并實現柔性使用。“借助‘光儲直柔’系統(tǒng),300平方米的五居室月均發(fā)電量達870千瓦時,光照充足時能實現自給自足。”樊則森介紹,項目采用新型建筑工業(yè)化智能技術建造,八成工作量在智能工廠完成,既能提升施工效率,也能降低施工對環(huán)境的影響。
提升新建建筑節(jié)能降碳水平,是從源頭推動建筑領域節(jié)能降碳的重要保證。“與發(fā)達國家相比,我國城鎮(zhèn)化率仍有較大提升空間,人民生活水平的逐步提高對建筑功能和室內環(huán)境提出了更高要求,也必然會對建筑能耗和碳排放強度控制形成壓力。”中國建筑科學研究院首席科學家徐偉表示。為此,《方案》提出,優(yōu)化新建建筑節(jié)能降碳設計,大力推廣超低能耗建筑,推進綠色低碳農房建設,嚴格執(zhí)行建筑節(jié)能降碳強制性標準。
提升建筑節(jié)能標準,是提高新建建筑節(jié)能降碳水平的關鍵抓手?!斗桨浮诽岢?,區(qū)分不同階段、建筑類型、氣候區(qū),有序制定修訂一批建筑節(jié)能標準,逐步將城鎮(zhèn)新建民用建筑節(jié)能標準提高到超低能耗水平。徐偉認為,在實踐中,經濟發(fā)達和技術成熟等具備條件的地區(qū)應率先提升新建建筑節(jié)能降碳水平,加快推廣超低能耗、近零能耗、低碳零碳建筑,積極培育領軍企業(yè),形成具有競爭力的產業(yè)鏈,為大規(guī)模推廣奠定基礎;政府投資的公共建筑要積極按超低能耗、近零能耗、低碳零碳建筑標準建設,充分發(fā)揮示范帶動作用。
與新建建筑不同,我國既有建筑總量大,能耗和碳排放強度高,節(jié)能降碳改造難度較大。多年來,我國持續(xù)推進既有建筑節(jié)能降碳改造,已累計完成改造面積超24億平方米。“據測算,全國存量建筑中仍有近40%為非節(jié)能建筑,既有公共建筑中使用壽命超20年建筑占比在30%以上。不少老舊居住建筑圍護結構差、設備老舊效率低、運行維護管理缺失,導致我國建筑全生命周期能耗在全國能源消費總量中的占比較高。”中國建筑節(jié)能協(xié)會副會長倪江波說。這些建筑還將持續(xù)運行較長時間,亟須在技術、產業(yè)、資金等方面協(xié)同發(fā)力,加快推進節(jié)能降碳改造。
《方案》明確,居住建筑節(jié)能改造部分的能效應達到現行標準規(guī)定,未采取節(jié)能措施的公共建筑改造后實現整體能效提升20%以上。徐偉認為,對于城鎮(zhèn)既有建筑,各地區(qū)應全面開展摸底調查,以城市為單位制定既有建筑年度改造計劃,明確重點用能設備、外墻保溫、門窗改造等重點內容,結合小區(qū)公共環(huán)境整治、老舊小區(qū)改造、北方地區(qū)冬季清潔取暖等工作統(tǒng)籌推進;對于農村既有建筑,應堅持農民自愿、因地制宜、一戶一策的原則,對房屋墻體、門窗、屋面、地面等進行菜單式微改造。
加大光伏、余熱、地熱等應用力度,優(yōu)化建筑用能結構
“我家屋頂裝了59塊光伏板,不僅隔熱保暖,還能帶來發(fā)電收益。”對于自家的“陽光存折”,陜西銅川市克坊村村民徐女士很滿意。2023年,隆基綠能在克坊村開始打造“光伏零碳村”。據測算,項目將為約300戶村民建設6兆瓦的分布式光伏,每年發(fā)電約791萬千瓦時,產生的綠電將基本抵消全村日常碳排放。
“未來的建筑,將是可發(fā)電、會節(jié)能,且與建筑風格、周邊應用場景深度融為一體的產物。”隆基綠能董事長鐘寶申認為,相關行業(yè)應深入思考農村用戶需求,提供結實耐用、外表美觀的產品,以及與當地特色民居完美融合的解決方案。
山東德州市,占地505畝的鄉(xiāng)村玻璃溫室,采用中深層地熱供暖,溫室內始終保持溫暖如春;黑龍江哈爾濱市,鄉(xiāng)村生物質集中供熱項目高效利用秸稈,為居民供暖供熱……各地正積極推廣農村建筑等設施用能低碳轉型。
“據統(tǒng)計,我國農村建筑等設施屋頂可安裝光伏裝機潛力超過19億千瓦,未來80%以上的農村地區(qū)基本可僅依靠建筑自身的光伏發(fā)電和周邊的水電等提供生產生活用能。”在中國工程院院士、清華大學建筑節(jié)能研究中心主任江億看來,農村地區(qū)還有豐富的生物質資源,可應用較為成熟的生物質燃料、沼氣等技術將其轉化為零碳燃料,“加快推動改變農村用能方式,將農村地區(qū)從化石能源消費者轉變?yōu)榈吞剂闾寄茉吹闹匾a者,可有效解決農村能源問題和環(huán)境污染問題。”
不只是農村。目前,我國建筑用能結構中的化石能源消費占比依然較高,如部分地區(qū)冬季取暖仍消耗大量煤炭,二氧化碳和大氣污染物排放量較大。為此,《方案》對推動建筑用能低碳轉型提出了一系列舉措,要求結合實際加大建筑領域光伏、余熱、地熱等能源資源應用力度。
——提高建筑電氣化水平。
“《方案》提出,推動新建公共建筑全面電氣化,提高住宅采暖、生活熱水、炊事等電氣化普及率,此舉可逐步減少建筑終端化石能源消費,有效提高建筑用能清潔化水平。”江億分析,目前,我國城鎮(zhèn)建筑炊事、生活熱水、采暖等天然氣普及率較高,醫(yī)院、賓館等還有一定量的蒸汽鍋爐使用燃氣或燃煤,建筑用能電氣化存在較大潛力。
提高建筑電氣化水平,也有現實條件支撐。“目前,市場上各種功能完善的電磁爐、電炊具、電熱水器等用電設備,已基本可以滿足家庭、醫(yī)院、餐飲等方面的日常需要。此外,我國目前實際執(zhí)行的居民用電價格較低,與燃氣相比具有價格優(yōu)勢,提高建筑用電比例也能夠有效降低用能成本。”江億說。
——積極支持建筑光伏一體化發(fā)展。
目前,我國光伏發(fā)電裝機規(guī)模已超過6億千瓦,未來還將快速增長,全國城鄉(xiāng)建筑及周邊預計可安裝光伏裝機達28.5億千瓦,可為光伏面板安裝提供充足空間。
為此,《方案》提出“制定完善建筑光伏一體化建設相關標準和圖集,試點推動工業(yè)廠房、公共建筑、居住建筑等新建建筑光伏一體化建設”“推動建筑群整體參與電力需求響應和調峰”等措施。江億認為,后續(xù)可通過推動“光儲直柔”、蓄冷蓄熱、負荷靈活調節(jié)等技術應用,進一步挖掘建筑儲能和可靈活用能資源,推動建筑從單純的電力消費者轉為具有“產、消、蓄、調”功能的電力產消者。
——推動建筑逐步減少化石能源供熱。
目前,我國建筑采暖熱源主要包括集中熱電聯產電廠、區(qū)域燃煤燃氣鍋爐房等,每年產生大量二氧化碳排放。針對這一問題,《方案》提出,因地制宜推進熱電聯產集中供暖,支持建筑地熱能、生物質能、太陽能供熱應用,開展火電、工廠、核電等余熱利用。
在江億看來,加快優(yōu)化建筑供暖用能結構,大力實施配套基礎設施建設和改造,可以有效拉動投資,也能明顯降低供熱運行成本,“比如,在建筑容積率小于3的建筑低密度區(qū),可以優(yōu)先推廣空氣源、土壤源、中深層地熱源熱泵等,如建筑密度更低時還可充分利用太陽能光熱。在容積率大于3的高密度建筑區(qū),為滿足較高的供熱需求,可推動充分利用核電、火電和垃圾焚燒廠及冶金、化工、有色、建材等行業(yè)生產過程余熱。”
強化建筑運行節(jié)能降碳管理,科學制定能耗限額基準
浙江杭州市,一家五星級酒店的屋頂露臺,兩排高效空氣源熱泵有序運行??諝庠礋岜媒尤肓酥腔勰芴脊芾砥脚_,能夠實現運行參數遠程設定,并且根據用能需求智能啟停。
“平臺會根據室外溫度變化、用能習慣等,自動調節(jié)機組負荷變化,從而保障相對恒定的供水溫度和熱量供給,既滿足房間、泳池等正常使用,又不浪費。”新奧集團泛能網相關負責人介紹,酒店進行用能改造后,采暖及熱水系統(tǒng)整體能效提升約30%,相關運維成本可減少約10%。
建筑運行階段是建筑消耗能源和產生碳排放的重要環(huán)節(jié)。強化建筑運行節(jié)能降碳管理,是以較低成本提升建筑能源利用效率、降低二氧化碳排放的有力抓手。
“目前,我國居民行為節(jié)能引導機制還不健全,一些大型交通場站、學校等公共場所缺乏嚴格的節(jié)能管理規(guī)定,制冷、采暖、照明等設備能源浪費較為嚴重。”徐偉告訴記者,為解決這些問題,《方案》提出一系列舉措,要求加快淘汰低效落后用能設備、建立公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系、建立執(zhí)行公共建筑室溫控制機制、開展重點用能設備調試保養(yǎng)等。
各地區(qū)各有關方面如何做好落實?徐偉認為,對于公共建筑,應科學制定能耗限額基準,依法開展建筑冬夏室內溫度控制、用能設備和系統(tǒng)運行等情況檢查,督促建筑管理單位定期開展重點用能設備調試保養(yǎng);對于居住建筑,要結合大規(guī)模設備更新和消費品以舊換新,加大高效節(jié)能家電等設備推廣力度,鼓勵居民加快淘汰低效落后用能設備。
為確保相關工作順利推進,《方案》從強化技術創(chuàng)新引領、夯實統(tǒng)計核算基礎、完善法規(guī)標準支撐和豐富經濟激勵政策等方面提出了支持措施。倪江波認為,相關舉措針對性強、有操作性,為實現主要目標提供了有力保障。