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住宅建筑如何实现碳中和?

2022-09-08 11:05

根据清华大学建筑节能研究中心的《中国建筑节能年度发展研究报告2022(公共建筑专题)》,2020年民用建筑建造能耗为5.2亿tce,占全国总能耗的10%,其中城镇住宅占比高达71%;2020年民用建筑运能能耗为10.6tce亿,其中城镇住宅4.81亿tce(含北方城镇供暖2.14亿tce)。

 

碳排放方面,2020年民用建筑运行碳排放为21.8亿tCO2,其中城镇住宅4.8亿tCO2(除北方城镇供暖)、公共建筑6.4亿tCO2(除北方城镇供暖)、农村住宅5.1亿tCO2、北方城镇供暖5.5亿tCO2。

 

住宅建筑的能耗和碳排放不容忽视,那居住在其中的我们,又能为建筑领域碳减排做些什么呢?经过分析研究,提出了四个有助于住宅实现碳中和的方法。

 

四个方法让我们的住宅减碳

 

在日常生活中,通过对一些细节习惯的改变,就能够有效减少碳排放:养成随手关灯出门关空调的良好习惯、不要总是将水龙头开到最大节约用水、能坐公共交通的就不开私家车、有条件的情况下打印纸双面使用、购物做到理性消费、拒绝不环保的一次性用品、不论在家还是外出都秉承光盘行动、每天的淘米水可以用来洗手、浇花……减少浪费的同时通过科学方式循环利用现有资源,才能让地球以及地球上生活的人类多一份健康。

 

而在住房方面,我们主要可以通过减少能源使用和对化石燃料(即煤气灶)的依赖,并选择需要少量碳排放来制造和运输的建筑材料来减少碳排放。

 

1.能效

 

在考虑如何使生活空间减少碳排放时,首先要考虑减少房屋的能量消耗。例如可以通过减少能量泄漏的损失,利用被动加热和冷却以及提高电器的效率来减少碳负荷。
 

最环保的能源是我们根本不使用的能源。隔热良好的房屋具有极强的气密性,对供暖和制冷需求具有超大的影响,因此可以减少碳排放。如果您采用被动房标准,房屋空间加热的整体节能高达90%。

 

高性能门窗

 

随着建筑物的门窗面积越来越大,门窗的热损失也逐渐增大,门窗节能是建筑节能的关键,门窗既是能源得失的敏感部位,又关系到采光、通风和隔音等方面。
 

能源的消耗主要受对流、传导和辐射三方面因素的影响,可针对不同地区对建筑的需求选择相应传热系数和遮阳系数的玻璃。节能门窗结构采用特殊的断桥结构,用“尼龙隔热条”将断开的铝合金连为一体,这样热量不容易通过整个材料,增大门窗的隔热性。当然节能门窗仅仅采用好的型材和玻璃是不够的,还需要将它们完美结合才能达到好的效果。

 

自然采光和被动式太阳能

 

使用天窗和在家中重新定位窗户是改变房屋碳排放的一种方法。天窗和窗户减少了对人工照明的需求,并依靠更有益的自然照明来照亮您的家。通过重新定位窗户朝向,使用遮阳蓬、百叶窗防止盛夏日阳光,并与最近流行的被动式太阳能设计保持一致。
 

被动式太阳能设计是指利用自然手段来收集和分配获得的太阳能,通过尽可能环保的方式为建筑物提供采暖、照明、机械动力和电力。使建筑在冬季充分利用太阳辐射热取暖, 尽量减少通过维护结构及通风渗透而造成热损失; 夏季尽量减少因太阳辐射及室内人员设备散热造成的热量,以不使用机械设备为前提,完全依靠加强建筑物的遮挡功能,达到室内环境舒适的目的。

 

高效照明和电器

 

在家中使用LED照明可以大大降低您的用电负荷。也可以选择高能效空调,虽然它有些贵,但是用起来更省钱。
 

智能控制

 

请始终记住,当您不使用某些东西时,请将其关闭或关闭!听起来很简单,但很多时候我们会忽略,导致产生额外水电费。
 

现在我们沉浸在“数字时代”,通过智能手机和/或虚拟家庭助手控制您的家比以往任何时候都要容易。这种类型的智能可以为您节省费用,因为您可以从几乎任何地方监控和控制您的使用情况,以减少能源使用。

 

2.可再生能源

 

通过使用可再生能源,户主不仅可以节省水电费,还可以减少碳足迹,使我们更接近于实现可持续生活。

 

太阳能

 

现在最为人熟知的可再生能源解决方案是太阳能。现在我们常见的利用太阳能方式有太阳能热水器,主动式太阳能热水系统利用机械循环泵将水或其他流体从屋顶集热板循环到储罐中。被动式热水系统没有机械泵组件,由简单的物理物理操作,热量自然上升。
 

另外常见的还有太阳能电池板,无论是放置在屋顶和/或墙壁上,都能起到很大作用。我国城镇住宅以高层为多,因此这种方式目前在农村地区推广较好。


地热能
地热能可以为家庭提供供暖,制冷和热水。目前被广泛应用的地源热泵系统(Ground-source Heat Pump System)是指以岩土体、地下水或地表水为低温热源,由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。

热泵(制冷机)是通过做功使热量从温度低的介质流向温度高的介质的装置。热泵利用的低温热源通常是环境(大气、地表水和大地)或各种废热,由热泵从这些热源吸收的热量属于可再生的能源。热泵是一项利用可再生能源、保护环境的可持续发展技术。利用大地(土壤、地层、地下水)作为热源的热泵,称之为地源热泵。 
用地源热泵系统供暖或制冷时,根据不同的地域、气候、资源、环境,运行费用可比传统中央空调系统降低25%-50%;可供暖、空调,还可在春夏秋采用热回收免费供生活热水做到冷暖热水三合为一 ;一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统,减少设备初投资;地源热泵系统初投资增量回收期约2.5-8年不等。
地源热泵系统产生的污染物排放与电供暖相比减少70%。没有燃烧、排烟,也没有废弃物,且不用远距离输送热量,是真正的环保型空调。夏季不会向建筑周围空气放热使环境空气温度升高,冬季不会从建筑物周围空气吸热降低环境空气温度。机组的埋地换热器可以布置在花园、草坪及建筑物周围地下,不占建筑面积。
 

3.全面电气化

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为了助力碳中和,住宅全面电气化是有意义的。热泵热水器和电磁炉等现代高效电气系统比燃气系统更有效、高效。您可以使用升级的烹饪系统制作美食,这样您炉灶的二氧化碳排放将大幅减少。同时,您还可以采用依赖电力的交通,例如混合动力汽车和地铁。

 

4.建筑材料

 

到目前为止,我们都在讨论“运营碳”,这是为了经营您的家而产生的碳排放。

 

但您还应该考虑“隐含碳”。这是用于提取、制造和运输建筑材料到您家而产生的碳排放,大致可以归为如下几类:

1、建筑结构设施;

2、建筑材料以及其在制造过程中产生的碳排放;

3、材料的制造、维护以及最后在寿命结束时的移除和处理过程;

4、材料的运输方式和距离;

5、施工过程和现场使用的设备的相关排放。


例如在为建筑选择装修材料时,您可以先问自己一些基本问题:

 

这些建材是以低碳方式制造和运输的吗?这些建材能吸收并储存我家里的二氧化碳吗?如果您的答案是肯定的,那么恭喜您,您正在为房屋减少碳排放。

翻新和再利用

根据生态环境部的数据,我国35个建筑垃圾治理试点城市中,2018、2019年建筑垃圾产生量为13.1亿吨和13.7亿吨,由此推算全国建筑垃圾总产量,2019年达到35亿吨。装修装饰垃圾占到其中约5%,近2亿吨。

 

家庭装修时,简单翻新比大量拆除要更环保节能,如果您要拆除家中的现有结构,请寻找机会捐赠和重复使用建筑材料,而不是将其直接让装修工人拉走丢弃。

 

另外,建筑垃圾的回收利用价值巨大,据推算,每利用1亿吨建筑垃圾可以生产标砖243亿块、混合料3600万吨,减少占地1.5万亩,节煤270万吨,减排二氧化碳130万吨,新增产值84.6亿元。

 

避免使用碳密集型材料

 

人们正在越来越重视材料的碳足迹,一些碳密集型材料(如混凝土)可以使用再生材料(如粉煤灰)和其他天然低碳甚至零碳的材料(即软木)来替代。

 

考虑吸收碳的材料

 

如果您家的装修使用了天然且经过光合作用的材料,那么这些材料可以吸收并储存您家中的二氧化碳,比如木材和竹材。


竹子最大的优点之一是其快速的生长速度。它不仅可以在旺季每天生长几英尺,而且植物也可以在大约五年内达到成熟。快速生长意味着高新陈代谢。这表明竹子可能比其他植物更快地将CO2转化为氧气。根据许多专家的说法,成熟的竹林可以比同等面积的森林多产生30%至35%的氧气。日本的研究表明,竹子每年每公顷可以捕获12吨二氧化碳。

 


住建部 发改委发布的《城乡建设领域碳达峰实施方案》中,也提到“鼓励有条件的地区使用木竹建材”。

 

实现碳达峰、碳中和,不仅需要国家攻坚克难的决心,也需要我们每个人脚踏实地的行动。要从点点滴滴的小事做起,从身边事平凡事日常事做起,践行简约适度的科学生活方式,从源头减少资源消耗,让低碳理念融入衣、食、住、行、游等方面,树立起绿色低碳生活新时尚,为经济高质量发展贡献绿色力量。

 

文章来源微信公众号:建筑碳中和

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