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双碳背景下对于建筑节能的探究与思考

张帅
  
安家(建筑与工程)
2021年46期
卧牛山建筑节能有限公司 南京 211100

摘要:当前全世界面临能源紧缺及全球气候变化等问题,疫情影响下情况更加紧迫,污染及资源浪费是我国目前发展阶段迫在眉睫需要解决的问题。“双碳”目标的确立,是中国承担全球命运共同体构建的责任担当,是致力于走可持续发展道路做出的实施决策,体现了我国对节约能源和维护生态环境所做出的决心。在此背景下,体积庞大的建筑行业现状是高污染和高资源消耗的状态,建筑产业生态需要进行绿色化及节能化升级,推行节能减排理念首当其冲。

关键字:建筑节能;绿色建筑;被动式建筑

1.建筑耗能的概述

随着城市化进程的快速前进,建筑业发展迅速,当前社会建筑相关能耗已然成为了耗能的重板块,占据中国能源消耗总量的三分之一,并表现出持续增长的形势,以每年1%的增速继续扩大。目前,中国每年约18亿平方米左右新建建筑面积,其中占比超九成为高耗能建筑,而400亿平方米既有建筑中采取了有效降低能耗措施的建筑只有4% ,建筑节能任务紧迫刻不容缓。

建筑耗能应该从建设耗能和运行耗能两个方面进行分析,一方面是建筑工程建设阶段所需原材料的制造及施工阶段的各个环节所产生的资源和能源消耗;另一方面是建筑落成投入使用后运行所产生的能源资源的消耗,该方面的建筑耗能具有长期性,例如采暖、电气、燃气、上下水等方面的能源资源消耗,该方面建筑能耗的节约具有较大空间。

2.完善节能设计方案

中国南北方气候差异显著,为了确保建筑物的节能性,作为设计人员要依据当地建筑节能规范,更全面考虑地域的特色和气候特点,因地制宜制定规划和设计方案,编制完善的施工方案,项目的规划设计、建筑施工、运行维护等应全寿命周期融入建筑节能理念。基于二维图纸通过BIM创建具有工程信息属性的三维可视化模型体系,实现设计、分析、模拟一体化,运用模拟技术优化方案使得建筑在保障日照、通风、观景视野、结构安全等需求的条件下,优化建筑体型系数和窗墙比等参数,使设计阶段能够便捷的实现合同协作,提高了工作效率。将BIM技术运用到设计中,全专业全流程进行优化,减少后期施工变动,最大程度降低改造成本。

基于环境控制和建筑热工方面的研究,方案中优先使用节能环保型的建筑材料与设备,对于新型的绿色建材和新技术应当予以利用,如“被动式节能技术”等。BIM技术的运维管理可以最大程度优化建筑建成后的运行节能,在设计阶段把建筑中需要的采暖、电气、用水等方面的需求控制到最低,使得能源和资源得到最优利用。

通过需求供给最优化的策略,建筑对于能源和资源的需求可以被明显降低,运用可再生清洁型能源,如风能、太阳能、地热能、生物质能等作为辅助补充能量利用,形成绿色高效的节能模式,实现可持续建筑。

3.材料及技术的优化研发

建设中采用先进的技术、材料等措施,可以降低建造成本和提高效率,是高效实现建筑节能的必要途径。在创造可持续发展的道路上,以“科技化+生态化”理念研发环境友好型、资源节约型建筑材料和建设技术,是该领域未来的发展之路,新技术及绿色建材的应用是推动建筑节能发展的基础。

建筑业在绿色低碳转型的过程中实施科技创新、产品创新,是建筑节能减排的基石。科技和工艺的进步改善和研发了多种新型建筑材料,如石墨烯气凝胶、碳纳米管、泡沫玻璃、植物纤维、可编程水泥等。将新型材料和工艺应用于传统建材中,例如保温类目、防水类目、墙体类目、门窗类目、隔音类目、装饰类目等领域,及延展到管材、线材、五金件及各种配套辅助材料中,使其具备了“绿色性+节能性+先进性+美观性”等特点。

建筑是材料和技术的载体,陈旧的施工技术和传统材料必然会带来能源资源的浪费以及对环境的污染,应重视建筑设计和实施阶段关于节能材料的认识,材料是构建节能建筑的基石,率先将新技术和节能环保材料运用到建设中。

4.建筑能耗的监测和运用

根据实验计算,进行系统化的建筑能耗管理,建筑能耗可有效节约十分之一。建筑能耗监测体系设立全面能耗归类,将建筑水暖电等能耗详细划分,通过详尽化分项计量掌握用能动态。

充分利用我国在国际领先的移动终端、人工智能、5G技术、区块链等新技术,布局“数据收集+终端交互”结合的建筑能耗监测体系,将所有的配置数据和采集数据同步终端服务器,支持多方人员协同参与,通过数据比对和优化,亦能够为建筑提供能耗管理和耗能分析,实现用能更为精准,大幅提高建筑用能水平并且降低碳排放。

依据相关的政策措施引入碳交易机制,通过大数据和区块链等技术手段,能耗监测系统联合碳交易平台构建“区块链+碳交易”的新型建筑能耗碳交易市场化模式,实现建筑节能减排,促进建筑能耗监测体系成熟化和建筑业碳交易市场监制的完善。

5.建筑行业数字化转型升级

当前各行业数字化产业升级在国内如火如荼的进行,数字化技术应用到各个阶段助力行业发展,建筑业现在仍处于传统的框架中,除却常规改进外还需要数字化升级解决技术及管理等方面的问题,需要不断尝试努力,根据项目具体情境不断深化和改进数字化技术应用,达到信息深度协同共享,建筑全行业产业链进步推动数字化转型升级,建筑业实现高质量可持续发展。

项目数字化是数字化转型的核心内容,通过数字化运用将项目进度、成本、质量、安全等项目几大核心进行关键数据整合把控,科学管理以加快项目进展。建筑项目各方通过数字化的建设与管理,实现项目管理数字化,实时收集数据信息,改进项目实施方式同时提升建造管控等能力,并且更高质量的完成项目建设,从而跨越性实现战略规划目标。

从项目规划建造全过程和运行全生命周期考虑,创建集合研发、设计、生产、管理等全方位信息沟通的数字化平台。发挥平台的创新交流作用,服务于科研机构、政府、公众等多群体并起到协同作用,助力知识创新、研发专利并将科研成果和应用领域的需求协调。

6.人才培养和政策措施

建筑节能减排是列入国家决策的重要议程,充分利用传统媒体及新媒体手段等多种宣传媒介,多领域宣传建筑节能对节约能源的重要意义,提高全社会关于建筑节能认知。建筑节能相关人才培养也要紧跟时代步伐,加强节能建筑行业人才体系建设以促进建筑业绿色发展,推进双碳目标的达成。

在政策方面,管理部门应建立构建完善的政策和可行的建筑市场标准体系,各地方政府应根据现有政策的条件下将城市发展规划与建筑行业发展政策统筹考虑,为建筑行业的全面升级提供政策支持。注重发挥企业的市场主导作用,鼓励企业同管理部门协同制定地方标准,升级全产业链标准体系,推动节能设计、施工工艺、节能应用、评估验收等标准的编制及推广,加快建筑行业建立良性发展的长期框架。

7. 结语

“双碳”目标对我国绿色低碳发展具有引领性、系统性,建筑参与节能减排是建立资源节约型社会的必要内容,双碳时代的到来使节能建筑得到广泛的应用和普及,为建筑向节能方向发展提供支持。现阶段我国关于建筑节能生态虽然尚未完善,但是相对于传统建筑模式表现出良好的发展势头,政策方面上近年来各地高节能标准的实施,绿色建筑和被动式建筑得到推广实行,在建筑规划设计和实施运行等具体方面,出现了多样化的建筑节能设计措施,为新型可持续建筑的发展增添特色,节能建筑呈现了显著的发展,助力增进碳峰和碳中和目标的达成。

参考文献

[1]2019中国建筑能耗研究报告[J].建筑,2020(07):30-39.

[2]董恒瑞,刘军,秦砚瑶,吴思睿,罗干.从绿色建筑、被动式建筑迈向零碳建筑的思考[J].重庆建筑,2021,20(10):19-22.

[3]侯峰.浅谈新型材料在节能建筑中的应用[J].绿色环保建材,2021(10):1-2.

作者简介:张帅,生于1995年,男,本科学历,现就职于卧牛山建筑节能有限公司近零能耗建筑研究院,从事被动房设计研究工作。

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