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碳中和背景下建筑节能减排技术的发展与应用

曹海涛
  
大鑫媒体号
2025年19期
湖南省湘咨工程咨询管理有限责任公司 湖南长沙 410000

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摘要:全球气候变化问题越来越严重,碳中和政策的落实十分重要,建筑行业能耗与碳排放的数量较高,在碳中和背景下,需科学采用先进的节能减排技术。基于此,本文实地调研湖南省建筑行业现状,分析节能减排技术的发展与应用,并提出针对性优化措施”,使读者对研究方式有初步了解,研究结果表明,采用合理的优化措施,建筑行业有望在碳中和目标下实现更高效的节能减排,为可持续发展提供有力支撑”。

关键词:碳中和;建筑节能减排;技术发展现状;应用优化措施

碳中和是利用节能减排、植树造林等方式,抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。随着全球气候变暖趋势的加剧,碳中和已成为全球共同追求的目标。建筑行业作为国民经济的重要支柱,其能耗与碳排放量巨大,因此在建筑领域推动节能减排技术的发展与应用,对于实现碳中和目标具有重要意义,建筑行业需要重点完善节能减排技术体系,提升节能减排的水平,促使环境的可持续发展。

1 碳中和背景下建筑节能减排技术的发展现状——以湖南省背景为例

1.1 绿色建筑理念的普及

绿色建筑实现人与自然和谐共生,在碳中和目标的推动下,于湖南省内得到广泛的普及实践。绿色建筑的核心在于全寿命期内的资源节约、环境保护与污染减少,为人们提供既健康又高效的使用空间。近年来,湖南省积极响应国家号召,出台政策措施,大力推动绿色建筑的发展。其中《绿色建筑创建行动方案》的提出,更是为绿色建筑的发展指明方向。该方案明确提出到2022年,全省城镇新建建筑中绿色建筑面积占比要达到70%的目标。此目标的设定,彰显湖南省在绿色建筑领域的决心与力度,更为全省的建筑行业树立绿色发展的新标杆。在湖南省内,绿色建筑的发展体现在新建建筑上,更体现在既有建筑的改造升级上,优化建筑设计、使用节能材料、提高能源利用效率等措施使建筑的能耗与碳排放量得到有效的降低。例如:在长沙市某老旧小区的改造项目中,采用高效节能的门窗系统、绿色屋顶以及雨水收集与利用系统等技术,使得该小区的能耗降低近30%,碳排放量也相应减少。另外,湖南省还积极推动绿色建筑标识认证工作,鼓励更多的建筑项目申报绿色建筑标识,以此提高绿色建筑的市场认知度,更为全省的绿色建筑发展提供有力的支撑[1]。

1.2 装配式建筑的推广

装配式建筑作为新型的建造方式,以节约资源能源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平等优势,在湖南省内得到广泛的推广。在装配式建筑领域,湖南省注重技术的研发创新,更注重技术的应用与推广,引进先进的装配式建筑生产线,装配式建筑产业得到快速发展。除此之外,该项目的预制构件在工厂生产,减少施工现场的湿作业与扬尘污染,为城市的环境保护作出积极的贡献。值得一提的是,湖南省在推广装配式建筑的过程中,还注重与绿色建筑理念的融合,采用高效节能的预制构件和绿色建材,使得装配式建筑在节能减排方面同样具有显著的优势[2]。

1.3 可再生能源技术的融合创新

可再生能源技术在建筑节能减排领域发挥着至关重要的作用,湖南省太阳能、风能等可再生能源与建筑的结合应用越来越广泛,为建筑的节能减排提供有力的支撑。在太阳能利用方面,湖南省内已有多个建筑项目采用太阳能光伏板技术,光伏板被安装在建筑的屋顶或墙面上,将太阳能转化为电能供建筑使用。例如:在湘潭市某大型公共建筑的屋顶上,安装大量的太阳能光伏板,为建筑提供稳定的电力供应,利用并网发电的方式,将多余的电能输送给电网,实现能源的共享与利用。在风能利用方面,湖南省虽然受到地理位置和气候条件的限制,但仍有部分建筑项目尝试采用小型风力发电设备,利用建筑周边的风力资源,为建筑提供电力。虽然目前风能利用在湖南省内还较为有限,但随着技术的不断进步和成本的降低,未来风能在建筑领域得到更广泛的应用。另外,湖南省正致力于拓展其他可再生能源技术在建筑领域的应用范围,如图1所示,生物质能、地热能等新型可再生能源技术正在被研发和推广,为建筑提供多样化的能源选择,进一步促进建筑的节能减排工作。随着人工智能、大数据等新兴技术的不断发展,未来可再生能源技术有望实现更精准的能源管理和优化配置,进一步提升建筑节能减排的效率。

1.4 高效节能技术的研发应用

高效节能技术是建筑节能减排的关键,湖南省内高效节能技术得到广泛的研发应用,为建筑的节能减排提供有力的技术支撑。高效外围保温隔热技术是其中的重要技术,采用高效保温材料,对建筑的外墙、屋面和地面进行保温处理,有效地减少室内热量的散失。在长沙市某高层住宅项目中,采用高效外围护保温隔热技术,是利用有机材料与无机材料施工制作外围护保温隔热系统,经过测试,该项目的能耗比传统建筑降低近20%,碳排放量也相应减少。真空绝热板保温技术是真空保护表层内填充芯材,利用真空保温材料的极低导热系数,实现建筑的超高效保温。例如:株洲市某冷链物流中心的建设中,采用真空绝热板保温技术,提高建筑的保温性能,降低冷链物流过程中的能耗与碳排放。特朗伯墙体技术则是依靠墙体独特的构造设计,特朗伯墙体技术是依靠墙体独特构造设计,利用被动式收集太阳能为建筑供暖的高效节能技术,可用于被动式收集太阳能为建筑供暖。再如:常德市某学校的教学楼建设中采用特朗伯墙体技术,为教学楼提供稳定的供暖来源,合理的热回收和利用,降低建筑的能耗与碳排放。另外,湖南省还在积极探索其他高效节能技术的研发应用。例如:相变储能材料技术、热管技术等新型高效节能技术正在被研发,为建筑提供多样化的节能方式,进一步推动建筑的节能减排工作[3]。

2 碳中和背景下建筑节能减排技术应用优化措施

2.1 加强政策引导与支持

政策引导在建筑节能减排技术发展中十分重要,为更有效地推动节能减排技术的应用需构建全方位的政策框架,为技术的研发、推广、应用提供坚实的支持,此期间政府应出台更为具体和细化的政策措施,以财政补贴、税收优惠、资金扶持等多种形式降低建筑节能减排技术的研发应用成本,提高其市场竞争力。例如:对于采用高效节能材料和技术的新建或改造建筑,政府可给予一定的资金补贴或税收减免,以鼓励更多企业和个人参与到节能减排的行动中来。例如:湖南省可建设建筑节能减排技术的认证评价体系,对符合要求的技术进行认证推广,对不符合要求的技术进行淘汰,构建全方位的政策框架的过程中重视政策的协同性,各项政策之间应相互支持、相互配合,形成有机的整体,且政府还应加强与科研机构、企业和社会各界的沟通合作,共同推动建筑节能减排技术的研发应用[4]。政策引导是建筑节能减排技术发展的核心驱动力,只有科学合理的政策设计和有力的政策执行,才能为技术研发、推广和应用提供稳定的资金支持、明确的发展方向和公平的市场环境,有效促进建筑行业的节能减排进程。

2.2 推动技术创新

技术创新是推动建筑节能减排技术发展的关键,为打造核心竞争力湖南省需要加大对建筑节能减排技术研发的投入,鼓励科研机构和企业开展联合研发,推动技术创新与突破。技术创新是建筑节能减排技术发展的核心动力,是打造行业核心竞争力的关键所在。湖南省应加大对建筑节能减排技术研发的投入力度,鼓励科研机构和企业开展联合研发,集中优势资源,突破关键技术瓶颈,推动技术创新与突破,为建筑行业的节能减排提供坚实的技术支撑。为此,政府应加大对建筑节能减排技术研发的资金投入,设立专项基金、提供科研资助,还应建设完善的科研项目管理与评价机制,保证资金的合理使用与项目的有效实施。以此为基础,鼓励科研机构和企业开展联合研发,集中优势资源,提高研发效率,还可促进产学研用深度融合,推动科技成果的转化和应用。例如:可建设产学研用联盟或创新平台,加强科研机构、企业、高校和中介机构之间的合作交流,共同推动建筑节能减排技术的研发与应用;引进国外先进的建筑节能减排技术和管理经验,更快地推动技术的研发应用,还可参与国际标准和规则的制定,提升我国建筑节能减排技术的国际竞争力。需要重点注意的是,技术的研发应紧密结合市场需求和实际应用场景,重视技术的经济性,降低成本、提高效益,促进技术的广泛应用与持续发展。建筑行业应加强与能源领域的合作,共同研发高效的能源存储与转换技术,以更好地利用可再生能源;同时,与材料科学领域的创新相结合,开发高性能的绿色建筑材料,为节能减排提供更有力的物质基础。另外,与发达国家相比,我国在建筑节能减排技术的推广和应用方面仍存在一定差距。以德国为例,其利用严格的建筑节能标准和完善的政策体系,实现建筑能耗的大幅降低,湖南省可借鉴其经验,进一步完善相关政策法规,推动节能减排技术的广泛应用。

2.3 提升公众节能意识

公众是建筑节能减排的重要参与者,提升公众的节能意识和参与度对于推动建筑节能减排技术的深入发展具有重要意义,公众作为建筑的使用者和受益者,是建筑节能减排工作的重要参与者。提升公众的节能意识和参与度,不仅能够从源头上减少能源浪费,还能形成全社会共同参与节能减排的良好氛围,为建筑行业的可持续发展提供强大的社会动力。在公众的节能宣传教育方面,政府应举办节能宣传活动、发放节能宣传资料、开展节能知识讲座,还可利用媒体和社交平台等渠道,扩大宣传的覆盖面和影响力。同时政府应鼓励公众积极参与节能行动,设立节能奖励机制、开展节能竞赛。例如:对于采用节能灯具、合理调节室内温度等节能行为的个人或家庭,政府可给予一定的奖励或优惠,同时政府还可鼓励公众参与到建筑节能减排的示范项目中来,以体验感受,加深对节能减排的理解与认同。除此之外,政府还应加强与社会组织、企业、高校等机构的合作,共同推动建筑节能减排技术的研发应用,同时还可开展节能公益活动、组织节能志愿者,吸引更多人参与到节能减排的行动中来[5]。

2.4 优化建筑设计规划

建筑设计与规划是建筑节能减排的基础,可从源头上降低建筑的能耗与碳排放量,为建筑节能减排技术的应用奠定坚实基础。在建筑设计阶段,应充分考虑建筑的节能需求与环境影响,选择合适的建筑材料、优化建筑布局、提高建筑采光和通风性能。

2.5 加强建筑运行管理

加强建筑运行管理可实时监测建筑的能耗数据,发现解决能耗问题,进一步提升建筑的能源利用效率。例如:安装智能传感器、数据采集设备、能源管理软件等设施,实时监测建筑的能耗数据与环境参数,分析建筑的能耗情况及变化趋势,发现解决能耗问题,利用此类数据对建筑的能源利用效率进行评估优化,定期对建筑设备进行检修保养、更换损坏和老化的部件,保证建筑设备的正常运行与高效节能,利用先进的技术方式对设备进行智能化管控,进一步提高设备的可靠性。

2.6 推广绿色建材的应用

目前绿色建材是建筑行业的新兴技术,正逐步成为实现建筑节能减排目标的关键部分,绿色建材以独特的环保特性与节能优势,为建筑业达到碳中和目标提供支持,为构建低碳、环保、健康的居住环境提供有力支撑,且绿色建材是从原料采集、生产加工到废弃处理的全生命周期,强调在生产过程中采用清洁生产技术,减少对自然资源和能源的依赖,同时大量利用工业或城市固态废物,实现资源的循环再利用。此类建材无毒害、无污染、无放射性,对人体健康无害,且在生产和使用过程中对环境影响极小。绿色建材显著降低建筑物的能耗,减少温室气体排放,对抗气候变化具有积极作用,同时提升建筑内部的空气质量,为居住者提供健康舒适的生活环境。因此,政府、行业协会以及媒体应携手合作,开展展览、研讨会、在线宣传活动,为促进绿色建材的广泛应用,可设立绿色建材专项基金,用于支持绿色建材的研发和推广,政府采购中优先选用绿色建材发挥示范引领作用,对采用绿色建材的建筑项目给予税收减免或补贴降低建筑成本,提高市场竞争力,加大投入开展研发活动,提高材料的耐久性、防火性、隔音性,满足不同建筑类型用途的需求,提升建筑行业的碳中和政策落实水平,满足当前的可持续发展需求。

结语:

综上所述,当前全球气候变化问题较为严重,碳中和已成为国际社会的共识与目标,建筑行业作为能耗与碳排放的主要主体,在碳中和背景下节能减排技术的发展与应用十分重要,加之科技的进步、政策的推动建筑节能减排技术迎来广阔的发展前景,因此碳中和背景下建筑行业需要积极采用先进的节能减排技术,完善设计规划模式,强化绿色材料的应用力度,提升节能减排工作水平,达到预期的目的。

参考文献:

[1] 周波. 碳中和背景下BIM技术在绿色建筑中的应用及发展趋势探讨[J]. 中国建筑装饰装修,2022,13(16):87-89.

[2] 卢国锋,吕媛,栗春. "双碳"背景下档案建筑、管理与技术创新的减碳之路 ——以北重集团档案馆为例[J]. 机电兵船档案,2022,23(04):22-24.

[3] 张彬. 碳中和背景下给排水设计方向的技术研究与探讨[J]. 建筑工人,2024,45(06):12-15.

[4] 张志萱. 新型建筑技术与建筑材料在可持续发展中的应用[J]. 佛山陶瓷,2022,32(12):104-106.

[5] 陈伟,肖学英,张澜沁,等. 镁质水泥材料低碳发展及其应用研究——绿色建材低碳产品与技术案例[J]. 建设科技,2022,5(19):8-11.

作者简介:曹海涛(1984-),女,高级工程师。

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