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近零能耗建筑碳排放及影響因素分析

時(shí)間：2024-09-15 09:44:16   作者：GBWindows   來(lái)源：行業(yè)網(wǎng)站   閱讀：156  
內(nèi)容摘要：【摘要】隨著全球氣溫變暖和二氧化碳含量的逐漸提升，各國(guó)逐漸關(guān)注生產(chǎn)耗能和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。我國(guó)據(jù)此提出“雙碳”的發(fā)展目標(biāo)，同時(shí)也加快了建筑行業(yè)近零能耗的發(fā)展規(guī)劃，以此助力實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，完成建設(shè)綠色低碳環(huán)保的美好社會(huì)愿景。基于此，本文通過(guò)分析近零耗能建筑碳排放的影響因素......
【摘要】隨著全球氣溫變暖和二氧化碳含量的逐漸提升，各國(guó)逐漸關(guān)注生產(chǎn)耗能和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。我國(guó)據(jù)此提出“雙碳”的發(fā)展目標(biāo)，同時(shí)也加快了建筑行業(yè)近零能耗的發(fā)展規(guī)劃，以此助力實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，完成建設(shè)綠色低碳環(huán)保的美好社會(huì)愿景。基于此，本文通過(guò)分析近零耗能建筑碳排放的影響因素，為近零能耗建筑碳排放工作提出相應(yīng)的措施建議。

【關(guān)鍵詞】零能耗；建筑碳排放；影響因素

節(jié)能減排、應(yīng)對(duì)全球氣候變化，現(xiàn)已成為各國(guó)面臨的重大挑戰(zhàn)。建筑耗能的碳排放量在碳排放量中占據(jù)較大比例，近零耗能的建筑碳排放研究具有十分重要的意義。建筑碳排放量現(xiàn)占到全國(guó)碳排放量的一半以上，對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。零耗能建筑碳排放量的主要因素是建筑保溫材料的類型、建筑保溫材料的厚度、建筑窗戶的框架結(jié)構(gòu)、建筑窗戶和墻的面積比例、建筑的供暖形式、建筑的使用年限?；诖?，降低建筑碳排放量的實(shí)踐創(chuàng)新工作刻不容緩。

一、近零能耗建筑碳排放的影響因素分析

（一）建筑保溫材料的類型

建筑保溫材料主要是用在建筑的外部構(gòu)建當(dāng)中，不會(huì)影響建筑內(nèi)部照明器具的使用情況，但是會(huì)對(duì)建筑系統(tǒng)的熱力性能產(chǎn)生一定的影響，從而影響建筑冬季取暖和夏季制冷的效果。針對(duì)建筑保溫材料的選擇，主要包括PUR、EPS、XPS和巖棉等多種材料。根據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究表明，在建筑材料厚度相等的情況下，XPA保溫材料的建筑碳排放量最大，巖棉保溫材料的建筑碳排放量最小。正因如此，在不考慮建筑保溫材料厚度的情況下，為降低建筑碳排放量，應(yīng)當(dāng)選用巖棉作為建筑的保溫材料。

（二）建筑保溫材料的厚度

建筑保溫材料的厚度對(duì)于建筑碳排放具有較大影響。當(dāng)選用統(tǒng)一材質(zhì)作為建筑材料時(shí)，隨著建筑保溫材料厚度的逐漸增加，建筑碳排放量隨之下降。然而，當(dāng)建筑材料厚度達(dá)到一定程度時(shí)，建筑碳排放量穩(wěn)定不變。與此同時(shí)，當(dāng)建筑材料厚度較高時(shí)，即使增加建筑保溫材料的厚度，建筑碳排放的減排效果也并不顯著。不僅如此，建筑保溫材料過(guò)厚將會(huì)影響建筑外表的美觀性并增加建筑施工的成本。正因如此，出于成本、建筑美觀等多方面的考慮，若建筑材料為EPS保溫材料，建筑保溫層的厚度在160mm-260mm之間較為適宜。

（三）建筑窗戶的框架結(jié)構(gòu)

建筑可選擇不同的窗戶結(jié)構(gòu)，如木框窗戶、鋁框窗戶、PVC材質(zhì)窗戶和各種窗戶玻璃類型。在同一玻璃材質(zhì)下，測(cè)算不同窗戶框架結(jié)構(gòu)的建筑碳排放。其中鋁框的建筑碳排放量最多，木框的建筑碳排放量最少。綜合考慮建筑外觀、窗框耐用性和窗戶的隔熱保溫功能性，建筑窗戶應(yīng)選擇鋁制框架。與此同時(shí)，綜合考慮玻璃的層數(shù)和性能對(duì)建筑碳排放造成的影響，不管玻璃類型如何，玻璃制造過(guò)程中產(chǎn)生的碳排放遠(yuǎn)高于玻璃在建筑中使用所產(chǎn)生的碳排放量?；诖?，為實(shí)現(xiàn)近零能耗建筑碳排放的目標(biāo)，建筑窗戶玻璃的層數(shù)和窗戶的層數(shù)不宜過(guò)多。

（四）建筑窗戶和墻的面積比例

建筑窗戶所造成的碳排放主要分為兩部分：一方面可能是窗戶的保溫性能較差，建筑夏季制冷和冬季取暖所造成的碳排放增加。另一方面是窗戶透光功能能夠接受太陽(yáng)光照輻射造成夏季制冷的碳排放增加，除此之外建筑窗戶所造成的碳排放還和窗戶所在位置的朝向相關(guān)，南向窗戶所接受的光照輻射更強(qiáng)，夏季空調(diào)制冷所造成的碳排量更多。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，在同一條件下，隨著窗戶和墻的比例的增加，建筑碳排放量先降低再升高。基于此，建筑窗戶和墻的比例應(yīng)當(dāng)控制在合理范圍內(nèi)，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)關(guān)注窗戶的隔熱性能，選擇適宜的墻窗面積比例。

（五）建筑的供暖形式

建筑的空調(diào)制冷和冬季取暖是建筑碳排放的主要部分之一。例如，建筑冬季取暖方式主要分為太陽(yáng)能制熱、地源熱能、太陽(yáng)能+地源熱能等多種供暖形式。其中太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中的能耗最大，地源熱運(yùn)行中建筑碳排放最多。除此之外，基于成本考慮，太陽(yáng)能的供暖技術(shù)和供暖成本較高，建筑供暖設(shè)備應(yīng)當(dāng)選擇太陽(yáng)能和地源熱能綜合的方式。

（六）建筑的使用年限

我國(guó)建筑的正常使用壽命普遍在40年、50年、70年不等年限。通過(guò)研究表明，隨著建筑使用年限的增加，建筑運(yùn)行中碳排放量逐漸增大。然而，建筑外圍材料運(yùn)輸階段的碳排放耗能逐漸減少。綜合來(lái)看，隨著建筑使用年限的增加，建筑每年的碳排放量逐漸減少。

二、近零能耗建筑碳排放工作的措施建議

（一）根據(jù)建筑環(huán)境進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)

近零耗能建筑碳排放節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)充分考慮建筑所在環(huán)境的外界條件。第一，充分檢驗(yàn)建筑環(huán)境的氣候，包括建筑環(huán)境平均氣溫、建筑日照的平均時(shí)長(zhǎng)、內(nèi)外溫差比、風(fēng)向和頻率、年均降雨量、年均夏季制冷和冬季取暖的天數(shù)等數(shù)據(jù)信息。建筑設(shè)計(jì)師可以采用相關(guān)軟件對(duì)氣候數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)整建筑設(shè)計(jì)中的布局、綠化環(huán)境、方位等方面的規(guī)劃，最大化地利用外界環(huán)境條件，降低建筑能量損耗，以實(shí)現(xiàn)建筑碳排放量的最小化，實(shí)現(xiàn)綠色低碳環(huán)保的環(huán)境發(fā)展理念。

（二）根據(jù)建筑墻體機(jī)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)

根據(jù)建筑實(shí)地勘測(cè)所收集的氣候數(shù)據(jù)，建筑外圍結(jié)構(gòu)也應(yīng)充分考慮氣候條件的影響作用，進(jìn)行節(jié)能減排的相關(guān)設(shè)計(jì)工作。例如，若是建筑所在地區(qū)常年較為炎熱，建筑墻體等外圍結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)主要采用隔熱材料，進(jìn)行外部遮陽(yáng)設(shè)計(jì)，窗戶和內(nèi)部建筑的氣流流動(dòng)通風(fēng)設(shè)計(jì)，避免因室內(nèi)溫度降溫所造成的碳排放。若是建筑所在地區(qū)常年較為寒冷，建筑墻體和窗戶應(yīng)當(dāng)選擇隔熱性能較好、導(dǎo)熱系數(shù)較低的材質(zhì)，提高建筑內(nèi)部的密封性，保證建筑室內(nèi)的光照時(shí)間和光照強(qiáng)度。根據(jù)上述分析，建筑墻體結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同氣候條件進(jìn)行不同設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的建筑低耗能效果，進(jìn)一步降低建筑碳排放量。

（三）建筑系統(tǒng)節(jié)能設(shè)備的升級(jí)創(chuàng)新

建筑碳排放量的主要來(lái)源為室內(nèi)的空調(diào)制冷和冬季取暖設(shè)備的使用，其中傳統(tǒng)的如天然氣、煤炭等能源取暖方式能耗較大，對(duì)環(huán)境造成巨大影響?；诖耍隳芎慕ㄖ奶寂欧艖?yīng)當(dāng)結(jié)合建筑特點(diǎn)對(duì)耗能設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。例如，若是建筑所在地區(qū)常年較為炎熱，建筑內(nèi)部可采用風(fēng)扇和空調(diào)組合使用的方式，提高室內(nèi)空氣流動(dòng)的速度，擴(kuò)大空調(diào)制冷效果和制冷范圍，降低空調(diào)能耗，作為補(bǔ)充作用來(lái)彌補(bǔ)客觀條件的不足之處。

（四）建筑系統(tǒng)設(shè)備可再生能源的使用

可再生能源能夠降低其他不可再生能源的損耗，能夠降低建筑碳排放量，減輕生態(tài)環(huán)境循環(huán)的壓力。例如，若是建筑所在地區(qū)常年較為寒冷，建筑可以采用太陽(yáng)能和地源熱泵綜合供暖的方式，尤其是在緯度較高地區(qū)，日均取暖時(shí)間較長(zhǎng)，一年中有1/2的時(shí)間處于供暖狀態(tài)，建筑供暖壓力較大?；诖?，建筑可在樓頂鋪置太陽(yáng)能設(shè)備，利用光照條件進(jìn)行建筑電能供應(yīng)，最大限度地轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能源。不僅如此，在未來(lái)碳循環(huán)和碳達(dá)峰的發(fā)展規(guī)劃下，科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)將更多關(guān)注于太陽(yáng)能等新型清潔能源的轉(zhuǎn)化和使用效率，降低建筑開(kāi)發(fā)和使用的成本支出，實(shí)現(xiàn)建筑的近零能耗。

總結(jié)

綜上所述， 為實(shí)現(xiàn)建筑的近零能耗，應(yīng)當(dāng)做到根據(jù)建筑環(huán)境進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，根據(jù)建筑墻體機(jī)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，建筑系統(tǒng)節(jié)能設(shè)備的升級(jí)創(chuàng)新，建筑系統(tǒng)設(shè)備可再生能源的使用。

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