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低碳建筑的减排效果分析

随着绿色建筑设计近年来在世界各地蓬勃发展,世界一些发达国家相继推出了各自不同的绿色建筑评估体系,主要有BREEAM(英国)、LEED(美国)、GBTOOL(加拿大)、CASBE(日本)、DGNB(德国)等。然而,当前国际对于建筑碳排放的计量研究仍然在发展之中,多数能效计算工具及评价体系,仅限于绿色建筑的能效评估用途,除英国的SAP(StandardAssessmentProcedure)能量等级标准评估程序和德国2010年推出的DNGB第二代可持续建筑认证标准外,其余都无法量化计算建筑碳排放,IPCC(政府间气候变化专门委员会)也没有提出明确的建筑碳计量方法。因此针对建筑的碳排放计量及评价是当今世界范围内都需要研究探讨的问题。

虽然很多国家和地区已有不少低碳建筑的相关实践和研究,但对于建筑低碳技术体系及其整体效能的研究不足,更缺少针对建筑低碳技术效能的量化评价,面对未来国际上建筑碳排放计量及评价的发展形势,有必要在技术和方法的研究上做出相应的探索。基于低碳建筑与低能耗节能建筑、绿色建筑在技术措施上有很多重叠的地方,并且后者己经形成了较成熟的规范依据。因此,本研究计划通过系统的调查梳理中国建筑实践中的低碳技术问题以及最新的发展状况,在分析国内外关于建筑碳计量研究的基础上,参考国际认可的CDM方法、IPCC的方法及ISO国际标准,针对中国建筑业的实际情况及现行的建筑规范标准,提出一套适合中国国情的低碳建筑评价方法,作为现有绿色建筑标准与碳排放计量对接的深化和补充。

研究目标及内容

1研究目标

本课题的研究目标首先是对建筑低碳技术进行分类,提出适合我国现阶段发展的建筑低碳技术体系的内容,列出各项低碳技术的要点和应用条件。在此基础上,对建筑低碳技术体系内各项技术的节能减排效果调研测试、理论分析和模拟计算,归纳整理形成各项技术节能减排指标基础数据信息库,为实际建设推广应用提供条件。最后针对民用建筑,结合现行的建筑相关规范及评价标准,提出一套建筑低碳技术效果量化评价的指标体系,为今后建筑减排认定及量化评价奠定基础。

2研究内容

(1)建筑低碳技术体系和减排效果评价理论研究。针对我国低碳建筑现阶段发展需求,从建筑能源供给低碳技术、建筑围护结构低碳技术、建筑设备低碳技术、建筑排放系统低碳技术、建筑运营管理低碳技术等5个方面,梳理总结较为成熟和适于推广应用的各项建筑低碳技术,形成低碳建筑技术体系,与传统技术方法进行比较分析,评价其节能减排效果。(2)建筑低碳技术集成应用与跟踪数据统计研究。选择示范性集成应用低碳建筑技术的典型公共建筑和居住建筑,“模拟跟踪”其建筑材料与设备制造、施工建造和建筑物使用、维护及拆除的全过程,测定、收集和计算全生命周期内所有物质或活动数据,进行碳排放核算和“碳足迹”核查,评判该建筑的减排水平和建筑低碳技术的最终集成应用效果。(3)建筑低碳技术减排效果评价体系及方法研究通过对低碳建筑技术体系的理论分析和集成应用的跟踪评价,以全生命周期考察和系统整体优化评价为原则,分析并建立建筑低碳技术评价指标体系,研究其减排效果评价方法,提出适合我国推广的建筑低碳技术评价体系和评价办法。

研究思路及方法

1技术集成的研究思路及技术路线

课题对于低碳技术进行分类研究,将建筑低碳技术的集成分为以下五个方面的技术体系:(1)建筑能源供给低碳技术体系:主要是指可再生能源利用技术,包括太阳能、地热能、风能、沼气能等,以及各种与能源供给及使用的节能技术措施。(2)建筑围护结构低碳技术体系:主要包括外墙低碳节能技术、门窗低碳节能技术、遮阳技术、屋面低碳节能技术等。(3)建筑设备低碳技术体系:主要包括楼宇式热电冷联供技术、空调冷热源节能技术、输配系统节能技术、溶液除湿新风系统技术、高效照明技术等。(4)建筑给排水系统低碳技术体系:主要包括中水回收技术和卫生器具节水节能,以及雨水利用技术等。(5)建筑运营管理低碳技术体系:主要包括先进楼宇控制系统技术、建筑运营能耗管理技术等。通过课题支撑单位提供以上五个方面的各类低碳技术,研究针对典型案例进行跟踪测试分析。梳理总结较为成熟和适于推广应用的各项建筑低碳化技术,对使用该项技术的典型工程案例进行技术集成分析研究,建构相应的建筑低碳技术体系,同时与传统技术进行数据分析比较,评价其综合的减排效果。

2技术应用的研究思路及技术路线

(1)低碳建筑技术应用典型案例跟踪分析选择典型民用建筑成功应用低碳建筑技术集成的案例,从建筑全生命周期角度出发,分别在规划、设计、施工、运营、资源化等方面进行分析,从建筑低碳技术5个不同的体系,分析其建筑材料与设备制造、施工建造和建筑物使用、维护及拆除的全过程,实施全生命周期的模拟计量监测,动态模拟跟踪“碳足迹”。(2)低碳技术减排应用效果的测算通过对典型民用建筑所有静态及动态数据的测定、收集与计算,针对各单项建筑低碳技术与措施,进行体系化和综合性分析,核算碳排放及核查减碳效果,评判该建筑低碳技术的最终集成应用效果。(3)建筑减排效果核算方法及与评估对接通过对低碳技术集成减排效果的测算,分别对公共建筑和居住建筑进行减排效果数据整理,研究其与现行绿色建筑评价对接的核算表达方法,解决具有实际操作意义的低碳技术系统性、全周期和实效性的定量评价问题。

3评价指标的研究思路及技术路线

(1)低碳建筑技术评价体系指标构架研究参考国际碳排放计量的CDM方法及IPCC的方法,参考DNGB评估方法,结合中国绿色建筑评价办法及现行的建筑规范标准,提出评价低碳建筑的指标预选集,并进行信息处理、等级划分及权重确定,最终确定指标构架及评价信息模型,为构建低碳建筑技术评估体系及开发节能减排效果评价软件提供重要依据。(2)低碳建筑技术评价体系通过对低碳建筑技术体系的理论分析和集成应用的跟踪评价,以全生命周期考察和系统整体优化评价为原则,分析并建立建筑低碳技术评价指标体系,研究其减排效果评价方法,提出与我国绿色建筑评价对接的可量化的建筑低碳技术评价体系。(3)节能减排效果评价软件在前两项工作的基础上开发节能减排效果评价软件,可以通过软件测算单项技术对于整个建筑过程的减排作用,在整个建筑低碳技术体系中的作用,并且可以对单项技术减排效果的经济性进行评判。

预期成果及推广应用

本研究的预期成果包括以下几个方面:(1)对建筑低碳技术进行分类,提出适合我国现阶段发展的建筑低碳技术体系的内容,列出各项低碳技术的要点和应用条件。(2)建筑低碳技术体系内各项技术的节能减排效果调研测试、理论分析和模拟计算,归纳整理形成各项技术节能减排指标基础数据信息库,该数据库可发展成为便于建筑行业推广应用的“建筑低碳技术体系数据库”,数据库依托网络平台可实现在线查询。(3)分析并建立建筑低碳技术评价指标体系,提出与我国绿色建筑评价对接的、可量化的建筑低碳技术评价体系,并开发节能减排效果评价软件。总之,本项课题旨在为建筑低碳技术的系统化构建、实现减排效果的量化评判进行研究探索,为建筑低碳技术的推广应用奠定基础。(本文作者:夏海山、李美华、许小燕、许利峰 单位:北京交通大学建筑与艺术学院、住房和城乡建设部科技发展促进中心)