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應(yīng)對(duì)全球變暖和減少碳排放已成為全球共同的戰(zhàn)略選擇,全球建筑領(lǐng)域的碳排放約占總排放的三分之一左右,與工業(yè)、交通并列為溫室氣體排放的三大重點(diǎn)領(lǐng)域,建筑碳減排意義重大,受到各國(guó)普遍重視。
一是, 低碳建筑標(biāo)準(zhǔn)成為發(fā)達(dá)國(guó)家推廣低碳建筑的重要手段, 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)明顯落后。
歐盟于2010 年立法規(guī)定新建公共建筑和住宅分別于2018 年和2020 年實(shí)現(xiàn)近零能耗或超低能耗。英國(guó)提出住宅和公共建筑的采暖、照明和家用/ 辦公電器分別在2016 年和2019 年實(shí)行凈零碳排放。德國(guó)正在制定法定標(biāo)準(zhǔn),到2020 年所有新建的住宅和公共建筑實(shí)現(xiàn)零化石燃料消耗。荷蘭提出到2020 年住宅和公共建筑都實(shí)現(xiàn)能源中性(energy neutral),即建筑產(chǎn)能和用能持平。丹麥在同一套建筑節(jié)能法規(guī)中有強(qiáng)制性和自愿性執(zhí)行共2套指標(biāo)體系,自愿性標(biāo)準(zhǔn)被稱(chēng)為低能耗標(biāo)準(zhǔn),將成為下一版本的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),起到風(fēng)向標(biāo)的作用,2015 年丹麥就將把目前的自愿性低能耗標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。
我國(guó)北方地區(qū)建筑節(jié)能工作開(kāi)展得早、基礎(chǔ)好,嚴(yán)寒地區(qū)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)比其他地區(qū)嚴(yán)格,然而,與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距仍然顯著,外在表現(xiàn)為建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)設(shè)定明顯偏高, 突出表現(xiàn)為采暖能耗高。在墻體傳熱系數(shù)方面,同處于嚴(yán)寒氣候區(qū)的北歐和西歐居住建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)墻體傳熱系數(shù)要求比我國(guó)的更嚴(yán),例如,英國(guó)住宅和公共建筑墻體傳熱系數(shù)加權(quán)平均為0.25W/(m2·K),部品的最高值是0.35W/(m2·K),德國(guó)墻體傳熱系數(shù)要求為0.30W/(m2·K),瑞典墻體傳熱系數(shù)最高為0.18W/(m2·K),而被動(dòng)房(詞條“被動(dòng)房”由行業(yè)大百科提供)屋(Passive House)的傳熱系數(shù)則將降低至0.06~0.10W/(m2·K)。另外,我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中的傳熱系數(shù)最大值和最小值間的范圍普遍很大,而歐洲多數(shù)地區(qū)普遍很小。在屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)方面,除嚴(yán)寒區(qū)(A)和嚴(yán)寒區(qū)(B)小于三層的住宅外,我國(guó)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑屋面隔熱保溫方面的傳熱系數(shù)指標(biāo)均與美國(guó)的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)存在差距。美國(guó)ASHRAE 90.1-2007 要求住宅和非住宅屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)在任何氣候區(qū)均為0.27 W/(m2·K),我國(guó)所有氣候區(qū)的公共建筑屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)規(guī)定性指標(biāo)均劣于美國(guó)ASHRAE 90.1-2007。北歐和西歐建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)比美國(guó)ASHRAE 90.1 更嚴(yán),例如,與齊齊哈爾處于同一建筑氣候區(qū)的芬蘭首都赫爾辛基,屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為0.16 W/(m2·K),比齊齊哈爾優(yōu)56%。
在門(mén)窗傳熱系數(shù)方面,我國(guó)所有氣候區(qū)建筑外窗的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)明顯低于同氣候區(qū)發(fā)達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)寒地區(qū)居住建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中的主流門(mén)窗的傳熱系數(shù)指標(biāo)比同氣候區(qū)的歐洲差至少15%,盡管黑龍江省有全國(guó)最嚴(yán)格的外窗傳熱系數(shù)要求,但《黑龍江省居住建筑節(jié)能65% 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(DB23/1270-2008)仍比德國(guó)差38%。
低碳建筑在我國(guó)還是一個(gè)新的概念,個(gè)別行業(yè)協(xié)會(huì)嘗試性地推出了低碳建筑標(biāo)準(zhǔn)草案,但并未付諸實(shí)施。一些研究機(jī)構(gòu)和房地產(chǎn)商也開(kāi)展了低碳建筑的研究,但目前尚未提出成體系、能實(shí)施的低碳建筑標(biāo)準(zhǔn)。
今后的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中碳減排的要求會(huì)加強(qiáng)。我國(guó)制定低碳建筑標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)重視建筑本體節(jié)能,大幅提高建筑節(jié)能指標(biāo)要求,例如使嚴(yán)寒地區(qū)新建建筑節(jié)能水平提升30%~50%,趨近德國(guó)被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn);同時(shí),在確保建筑節(jié)能的前提下,提高可再生能源(詞條“可再生能源”由行業(yè)大百科提供)利用比例,實(shí)現(xiàn)建筑低碳化。此外,各地制定適合于自身特點(diǎn)的建筑碳排放測(cè)量、監(jiān)測(cè)和報(bào)告方法,為低碳建筑和建立建筑碳排放權(quán)交易奠定基礎(chǔ)。
二是, 大力推進(jìn)可再生能源在建筑的應(yīng)用。
以土地面積和人口數(shù)量方面與齊齊哈爾相近的丹麥為例,2012 年丹麥可再生能源占能源總消耗量的比例為23%,電力中43.1% 為可再生能源。2012 年3 月,丹麥議會(huì)制定了雄心勃勃的溫室氣體減排目標(biāo)和可再生能源發(fā)展計(jì)劃,2020 年可再生能源占能源的比例達(dá)到35%,發(fā)展風(fēng)電等可再生能源發(fā)電能力,使可再生能源占發(fā)電能源的80%,其中風(fēng)電占50% ;到2030 年,全國(guó)全部淘汰以石油和煤為燃料的采暖;到2035 年,電力生產(chǎn)和供暖完全由可再生能源提供;到2050 年,包括交通在內(nèi),丹麥所有能源消耗完全擺脫對(duì)化石燃料的依賴(lài),屆時(shí),丹麥可再生能源占能源消費(fèi)的比例將達(dá)到100%。歐盟部分國(guó)家已明令加強(qiáng)建筑可再生能源應(yīng)用,見(jiàn)表1。
瑞士、挪威等非歐盟成員國(guó)也對(duì)建筑可再生能源應(yīng)用有要求。瑞士要求采暖和熱水能源中至少有20% 是可再生能源,日內(nèi)瓦、巴塞爾和沃德地區(qū)要求至少是30%。未來(lái)的建筑都將成為微型發(fā)電廠,就地收集可再生能源;每棟建筑以及基礎(chǔ)設(shè)施使用氫和其他儲(chǔ)存技術(shù),以存儲(chǔ)間歇式能源;利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使成千上萬(wàn)棟建筑生產(chǎn)的能源聯(lián)網(wǎng)共享。未來(lái)建筑不僅是零碳排放,還將是能源的生產(chǎn)單位和儲(chǔ)能設(shè)施。我國(guó)各地須因地制宜,切實(shí)挖掘新能源(詞條“新能源”由行業(yè)大百科提供)和可再生能源資源,推進(jìn)新能源建筑一體化應(yīng)用。
三是,加強(qiáng)既有建筑節(jié)能改造。
自上世紀(jì)90 年代以來(lái),德國(guó)、法國(guó)、波蘭、愛(ài)莎尼亞等國(guó)家對(duì)既有建筑進(jìn)行大規(guī)模改造,在政策、機(jī)制和模式等方面進(jìn)行了深入探索,取得了很好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。例如,在東、西德統(tǒng)一后,東德地區(qū)有27.3萬(wàn)套工業(yè)預(yù)制(詞條“預(yù)制”由行業(yè)大百科提供)板建筑需要節(jié)能改造,改造后的采暖能耗從119kWh/m2 降低到43kWh/m2,然而,節(jié)能改造投入總投資為66 億歐元之多,按照每套投資24346歐元,折合人民幣18 萬(wàn)元/ 套。在既有建筑節(jié)能改造方面,丹麥面臨的挑戰(zhàn)十分嚴(yán)峻。
目前每年新建筑只占既有建筑總量的1%,如何提高既有建筑能效是丹麥建筑節(jié)能領(lǐng)域的重中之重。既有建筑節(jié)能的潛力大,據(jù)丹麥建筑研究所估計(jì),在2050 年丹麥既有建筑節(jié)能潛力達(dá)70%~75%。鑒于每30~40 年即有一次翻修,預(yù)計(jì)丹麥在2050 年之前大部分建筑將進(jìn)行一次翻修。為了推進(jìn)既有建筑節(jié)能改造,丹麥在建筑法規(guī)中做了嚴(yán)格要求。一則,要求對(duì)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造或改造投資超過(guò)建筑資產(chǎn)25% 的項(xiàng)目必須進(jìn)行節(jié)能改造。二則,對(duì)既有建筑改、擴(kuò)建,翻修、保養(yǎng)和更換提出了更加嚴(yán)格的要求。以外墻的傳熱系數(shù)要求為例,改變用途或擴(kuò)建的房屋為0.15W/(m2·K),翻修、維修、更換部件的為0.20W/(m2·K),而新建的為0.30W/(m2·K)。
我國(guó)既有建筑面積已經(jīng)突破500 億平方米,建筑體量大,不節(jié)能建筑比例高。其中,北方城鎮(zhèn)采暖能耗約占全國(guó)總能耗的三分之一,節(jié)能潛力大,是節(jié)能改造的重點(diǎn),據(jù)住宅和城鄉(xiāng)建設(shè)部的不完全統(tǒng)計(jì),僅北方采暖地區(qū)城鎮(zhèn)既有居住建筑就有大約35 億平方米需要和值得節(jié)能改造,占北方城鎮(zhèn)建筑總量的三分之一強(qiáng)。我國(guó)對(duì)既有建筑節(jié)能改造的難度估計(jì)太過(guò)樂(lè)觀,除了資金障礙外,制約既有建筑節(jié)能改造的主要障礙還有:缺乏可行的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,政策不配套,沒(méi)有形成良好的市場(chǎng)機(jī)制,企業(yè)和業(yè)主缺乏足夠的認(rèn)識(shí)和理解,改造的標(biāo)準(zhǔn)普遍低于新建筑,低成本、適用的綜合集成改造技術(shù)缺乏。既有建筑節(jié)能改造是個(gè)長(zhǎng)期工作,德國(guó)用18 年才基本完成對(duì)東德建筑的節(jié)能改造任務(wù),而改造的建筑面積僅約4000 萬(wàn)平方米,相當(dāng)于我國(guó)北方采暖地區(qū)城鎮(zhèn)有節(jié)能改造價(jià)值建筑總量的1.17%。我國(guó)北方采暖地區(qū)既有建筑節(jié)能改造需要從長(zhǎng)計(jì)議,系統(tǒng)謀劃,制定可行的節(jié)能改造技術(shù)路線,開(kāi)展綜合改造。
四是,完善激勵(lì)和制約機(jī)制,支持節(jié)能改造和使用可再生能源。
丹麥從1981 年開(kāi)始補(bǔ)貼建筑可再生能源應(yīng)用,該獎(jiǎng)勵(lì)政策持續(xù)20 年,包括支持熱泵和太陽(yáng)能采暖,采暖能耗中可再生能源的比例從1980 年的5% 提高到2001年的13%。為了促進(jìn)可再生能源應(yīng)用,從2013 年起建設(shè)的新建建筑禁止采用燃料油和天然氣作為建筑采暖能源,從2016 年起,集中供暖或天然氣覆蓋范圍的既有建筑禁止新安裝燃油采暖設(shè)備(詞條“設(shè)備”由行業(yè)大百科提供),老舊燃油采暖設(shè)備必須淘汰。同時(shí)正在研究是否恢復(fù)對(duì)熱泵和太陽(yáng)能采暖的補(bǔ)貼政策。因能效低,對(duì)于獨(dú)立采暖用戶(hù)采用生物質(zhì)能源不予補(bǔ)貼。此外,明確要求供熱企業(yè)的法律責(zé)任,包括提升建筑能效,調(diào)整燃油和天然氣采暖能源,提升供暖系統(tǒng)能源效率,要求把供暖能源效率從2013 年的平均50%提高到2017~2020 年的75%。
五是,以先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)為引領(lǐng),積極推進(jìn)低能耗和低碳建筑工程示范和推廣。
通過(guò)自愿性低能耗標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,可引導(dǎo)業(yè)界開(kāi)展有針對(duì)性的創(chuàng)新性的研發(fā)和示范,推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和成本降低。目前全世界被動(dòng)房已擁有超過(guò)3 萬(wàn)套,其中德國(guó)就超過(guò)1.6萬(wàn)套,其全年總能耗(包括采暖、空調(diào)、換氣、熱水、照明和家用電器)強(qiáng)度為14.8kg 標(biāo)煤/m2,是我國(guó)北方采暖地區(qū)平均能耗(采暖和電耗)強(qiáng)度的39%,是齊齊哈爾城鄉(xiāng)建筑能耗(詞條“建筑能耗”由行業(yè)大百科提供)強(qiáng)度的62%。丹麥有四分之一的地方政府設(shè)立低能耗建筑專(zhuān)區(qū),在該區(qū)域中只能建設(shè)低能耗建筑。
通過(guò)示范,發(fā)達(dá)國(guó)家摸索出建筑零碳化技術(shù)路線:提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)為先,采用高效的機(jī)電設(shè)備和電器,采用微電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)零碳。采用加大保溫層厚度、減少熱橋、使用三玻Low-E 窗和活動(dòng)外遮陽(yáng)或者植物遮陽(yáng)等技術(shù)手段降低建筑本體的能耗,使用地源熱泵(詞條“地源熱泵”由行業(yè)大百科提供)、太陽(yáng)能熱水器等可再生能源和生物質(zhì)能源材料和技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)建筑使用期低碳甚至零碳排放。零碳和低能耗建筑示范項(xiàng)目的技術(shù)手段和關(guān)鍵材料見(jiàn)表2。此外,熱泵技術(shù)、有熱回收功能的通風(fēng)系統(tǒng)、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、燃木材的鍋爐等應(yīng)用前景均可觀。
建筑的環(huán)境足跡可觀,占全球能源消耗的40%,水消耗的25%,占用12% 土地資源,產(chǎn)生30%的固體廢物,排放全球33% 的溫室氣體,因而,建筑節(jié)能和減排均受到日益重視。伴隨著建筑節(jié)能向深度推進(jìn),低碳化正成為建筑減少環(huán)境負(fù)荷的關(guān)鍵途徑,我國(guó)在此方面亟待迎頭趕上。【完】