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【同辰资讯】2024绿色建筑九大发展趋势

  • 时间:2024-02-02
  • 作者:同辰建筑
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建筑行业属于高排放行业,在“双碳”目标背景下,面临着巨大的挑战和机遇,低碳、绿色建筑已经成为建筑行业转型升级的重要方向。


近年来,我国大力推广绿色建筑,我国新建绿色建筑面积占新建建筑的比例已经超过90%,全国新建绿色建筑面积已经由400万平方米增长至100多亿平方米。到2025年,城镇新建建筑将全面建成绿色建筑,我国已经成为全球绿色建筑发展的引领者。


来源:《中国绿色建筑市场发展报告》中国建筑工业出版社


过去十年间,中国承包商也为各国基础设施的绿色低碳转型发挥了积极的作用,例如中国企业在共建“一带一路”国家,完成了3000多个基础设施项目,其中很多都是绿色能源、绿色交通和绿色建筑类的项目,实现了共建“一带一路”国家经济增长与环境保护的良性循环,为当地可持续发展贡献力量,同时也推动全球向更加低碳的未来迈进。


从小项目到大工程,从中国到世界,绿色建筑正在受到越来越多的青睐。而中国多年来的建设经验和标准,也在共建“一带一路”过程中得以“走出去”,造福越来越多的国家和地区。


绿色建筑正在飞速发展,2024年有哪些趋势值得关注?





01、更加关注韧性



在建筑设计中更加注重可持续性和韧性意味着建筑物的设计和建造方式将更加环保,并且能够更好地承受和适应气候变化和自然灾害等环境挑战。


这涉及各种措施,例如:

  • 采用节能设计:设计更节能的建筑从而使用更少的能源来运行,减少碳足迹并节省能源成本。节能设计可以涉及隔热、高效的加热和冷却系统以及其他减少能源消耗的措施。
  • 使用可再生能源:使用可再生能源(如太阳能或风能)的建筑可以减少对化石燃料的依赖并降低碳排放。这可能涉及使用光伏电池板或小型风力涡轮机。
  • 节水设计:高效用水和尽量减少浪费的建筑有助于减轻对水资源的压力,特别是在缺水地区。这可能涉及使用低流量管道装置和灰水系统。
  • 使用可持续材料:使用可持续材料(例如回收或快速再生材料)的建筑物可以减少对环境的影响。
  • 韧性设计:设计为更能抵御自然灾害和其他环境挑战(如洪水、飓风和地震)的建筑物有助于减少这些事件造成的破坏和破坏。这可能涉及使用更坚固耐用的建筑材料和设计特征,例如绿色屋顶和墙壁,它们可以吸收雨水并防止风雨。


近年来,建筑领域从业者积极主动地在应对气候变化方面发挥作用并取得了显著进展,产生了创新和创造性的解决方案,从而产生了对气候有利的成果,目前最受关注的是气候积极建筑。


气候积极建筑也被称为气候正向建筑(climate positive buildings),具有如下特点:

  • 前期排放量较低(新建建筑)
  • 尽可能高的能源效率
  • 无化石燃料
  • 可再生能源提供动力
  • 抵消或补偿自然


目前,我国自己的《气候积极建筑设计标准》正在编制当中,欢迎广大建筑业房地产业上下游企业积极参与。





02、使用可再生能源



在建筑设计中使用可再生能源是指采用利用太阳能、风能或水等天然可再生能源发电或供热的技术。使用可再生能源的目标是减少建筑物对化石燃料的依赖,化石燃料会导致气候变化和空气污染,并降低建筑物的碳足迹。


可用于建筑设计的一些可再生能源包括:

  • 太阳能:光伏 (PV) 电池板可以安装在建筑物的屋顶或墙壁上,以利用太阳能发电。此外,太阳能热系统可用于加热水或提供空间供暖。
  • 风能:小型风力涡轮机可以安装在屋顶或单独的结构上,以利用风力发电。
  • 水力发电:位于河流或溪流等水源附近的建筑物可以使用小型水力发电系统发电。
  • 地热能:地热系统利用来自地球的热量来提供热量和冷却建筑物。与传统的暖通空调系统相比,它们可以更节能,碳足迹更小。


近期,光伏建筑一体化正在逐步向建筑立面发展,越来越多的建筑引入定制的节能外墙来充分利用现有建筑。通过将技术与设计自由度无缝结合,这些太阳能幕墙可以适应每个项目的风格,同时充当雨幕,使用寿命长,免维护。此外,通过生产可持续电力,建筑物的日常运营将大幅减少碳排放,从而有效减少对环境的影响。





03、追求极致性能


过去,绿色建筑最受重视的一点是节能设计,即使用策略和技术来设计和建造建筑物,以减少能源消耗和碳排放。


这涉及各种措施,例如:

  • 保温:适当的隔热有助于使建筑物在冬季保持温暖,在夏季保持凉爽,从而减少对供暖和制冷系统的需求。
  • 高效的加热和冷却系统:使用高效的供暖和制冷系统,如空气源热泵或地热系统,可以减少保持建筑物舒适温度所需的能源。
  • 节能照明:使用节能照明,如LED灯泡,可以显著降低建筑物的能耗。
  • 节能电器和设备:使用能源之星认证的电器和设备,其设计比标准型号更节能,也有助于减少建筑物的能源使用。
  • 被动式设计策略:被动式设计策略,例如正确的方向、窗户放置和热质量的使用,可以通过利用自然加热和冷却过程来帮助减少建筑物的能源需求。


不过,我国建筑行业正在由高速发展向高质量发展转变。绿色建筑也正在走向极致性能,从超低能耗到近零能耗、零能耗;从低碳建筑到零碳建筑,乃至负碳建筑;以及健康建筑、三恒建筑等等。建筑师和消费者对于绿色建筑的要求和期待都变得越来越高,也推动着绿色建筑不断挑战极致性能。


在我国,从政府部门到行业协会,也在不断推动相关标准编制工作,为绿色建筑高品质发展提供有力支撑。





04、节约用水



建筑设计中的节水是指使用策略和技术来最大限度地减少建筑物中的用水量和浪费。随着水资源短缺在世界许多地方日益受到关注,这一点变得越来越重要。


建筑设计中可能采用的节水措施包括:

  • 低流量管道洁具:低流量管道装置,如马桶、水龙头和淋浴喷头,可以显著减少建筑物中的用水量。
  • 灰水系统:灰水系统从水槽、淋浴器和洗衣机中回收水,用于非饮用水用途,例如灌溉或冲厕。这有助于减少建筑物所需的淡水量。
  • 雨水收集:雨水收集系统收集和储存雨水以供再利用,例如用于灌溉或冲水马桶。这有助于减少对处理水的需求并减少雨水径流。
  • 节水园林绿化:使用抗旱植物和实施高效的灌溉系统有助于减少园林绿化所需的水量。


总体而言,建筑设计中的节水目标是有效利用水并尽量减少浪费,以减轻对水资源的压力,并支持更可持续地利用这一重要资源。





05、绿色屋顶


制造业的环保问题主要集中在废气、废水和固体废物的排放上。这些问题不仅危害环境,也影响员工的健康和企业形象。此外,随着消费者和投资者对环境保护的重视,制造企业也面临着来自市场和社会的更大压力。


覆盖着植物和植被的绿色的屋顶和墙壁它们可以提供多种环境、社会和经济效益,有助于创造更可持续和宜居的建筑环境。例如:

  • 调节建筑温度:绿色屋顶和墙壁可以帮助建筑物隔热,使其在夏季更放松,在冬季更温暖。这可以减少加热和冷却所需的能量,并提高室内舒适度。
  • 减少雨水径流:绿色屋顶和墙壁可以吸收雨水并减少流入市政系统的雨水量。这有助于防止洪水泛滥并减轻雨水基础设施的压力。
  • 改善空气质量:绿色屋顶和墙体植物可以吸收污染物并产生氧气,从而改善周边地区的空气质量。
  • 为野生动物提供栖息地:绿色屋顶和墙壁可以为鸟类、昆虫和其他野生动物提供栖息地,这有助于支持城市地区的生物多样性。
  • 为建筑环境增添美感:绿色屋顶和墙壁可以为建筑物增添视觉趣味和美感,并为人们提供户外空间。


而近些年发展起来的植被混凝土,有力支撑了绿色屋顶的推广。



生态混凝土,简称植被砼,又名“植被混凝土”、“植生混凝土”、“绿化混凝土”、“生态反滤植生砼”等,在实现安全防护的同时又能实现生态种植,是一种能将工程防护和生态修复很好的结合起来的新型材料。其主体以特定粒径骨料作为支承骨架,通过生态胶凝材料(因水泥具有强碱性,制备需用生态胶凝材料)和骨料包裹而成,具有一定孔隙结构和强度。其具备三个特点,①强度高,材料本身具有与普通混凝土相当的强度;②构造独特,具备类似于“沙琪玛”一样的骨架,具有较多的连通孔隙,能够为植物的穿透生长提供条件;③低碱环境,种植混凝土碱度较低,适宜植物生长,在合适的条件下能够实现安全防护与生态绿化一体化,具备三重防护的功效。





06、关注建筑隐含碳


在建筑设计中使用可持续材料是指采用环保和可持续来源的材料。使用可持续材料的目标是减少建筑施工对环境的影响,有效降低建筑隐含碳。


可用于建筑设计的可持续材料的一些例子包括:

  • 回收材料:使用回收材料,如再生钢、铝或混凝土,可以帮助减少对新材料的需求,并减少提取和加工对环境的影响。
  • 快速可再生材料:快速可再生的材料,如竹子或稻草,可以用作传统建筑材料的替代品。这些材料可以比传统材料(如木材)更快地种植和收获,并且对环境的影响更小。
  • 低影响材料:一些材料,如低VOC(挥发性有机化合物)油漆和饰面,对环境的影响比传统材料小。
  • 可重复使用和可修复的材料:使用易于重复使用或修复的材料有助于延长其使用寿命并减少浪费。


目前,全球隐含碳立法已成趋势,美国、欧盟、加拿大、爱尔兰、丹麦、瑞典、法国已经纷纷立法对建筑隐含碳进行限制。因此绿色建筑如何降低隐含碳已经成为关注热点。





07、零废物建筑


零废物建筑旨在最大限度地减少废物的产生量,并最大限度地利用回收材料。零废物设施旨在减少废物对环境的影响,并支持更可持续的资源利用。


可用于实现建筑物零浪费的策略的一些示例包括:

  • 减少产生的废物量:可能涉及使用可重复使用的产品而不是一次性产品,并设计系统和流程以最大限度地减少浪费。例如,建筑物可能会使用可再填充的水瓶代替一次性塑料瓶或堆肥系统,以减少产生的食物垃圾量。
  • 最大限度地利用回收材料:由回收材料制成的建筑材料,如再生钢材或再生混凝土,可以帮助减少对新材料的需求,并减少提取和加工对环境的影响。
  • 实施回收系统:建筑回收系统,例如纸张、塑料和其他可回收物的垃圾箱,可以帮助提高建筑物的回收率。
  • 捐赠或再利用材料:建筑物可以捐赠或再利用不再需要的物品,而不是将材料送到垃圾填埋场,例如办公家具或建筑材料。





08、氢能建筑



我国建筑能耗长期依赖于煤、天然气等化石常规能源,可再生能源在建筑能耗中替代常规能源的比例仅占6%-7%,亟需能源替代和产业升级。


解决这个问题的最佳方法之一是使用氢燃料电池热电联供。通过捕获本来会被浪费的热量,氢燃料电池热电联供系统可以最有效地利用氢能燃料,而且整个过程清洁无污染。



热电联产


氢能与建筑融合,是近年兴起的一种绿色建筑新理念。热电联供,也可称为热电联产,是指在电厂中将供热和发电联合在一起的生产方式。而燃料电池热电联供则是一种利用燃料电池技术实现向用户供给电能和热能的技术,以质子交换膜燃料电池(PEMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)为主,主要以分布式发电的方式应用,是保障能源供给重要的途径之一。



利用燃料电池纯发电效率仅约为50%,而通过热电联供方式的综合效率可达85%——氢燃料电池在为建筑发电的同时,余热可回收用于供暖和热水,与传统的火力发电输电相比,总效率提高2倍左右。



燃料电池热电联供系统是一种将制氢、供热水及发电过程有机结合在一起的能源利用系统,将制氢与发电余热充分利用,大大提高了能源利用率,具有很好的经济效益。研究表明,在小规模应用中使用微型热电联供装置有助于节能减排,家用热电联供系统是一种创新的解决方案,只使用一种主要能源即可同时提供电力与热量,较传统发电厂相比能效高、环境效益高。据估计,2050年全球10%的建筑供热和8%的建筑供能将由氢气提供,每年可减排7亿吨二氧化碳。



国外发展


燃料电池热电联供系统为建筑供能的应用较为广泛。目前,欧洲、日本等国的氢燃料电池分布式发电已初步实现商业化。


日本自2009年开始推广家用燃料电池热电联供系统(Ene-farm),由日本东京燃气公司与松下集团共同研发,这是目前世界上规模最大、推广最成功的商业化燃料电池。通过燃料电池技术同时生产电和热水,一套装置大约可提供日本普通家庭平均能耗的40%~60%。到2019年1月,家用燃料电池热电联供系统已累计售出27.4万套,单个装置成本比推广初期2009年下降了69%,日本计划2030年要提高到530万套。


日本Ene-farm项目


欧洲大多国家既要解决居民供暖,又要避免电网铺设的高额投资,开展燃料电池热电联供是一种较好的解决方案。欧洲燃料电池和氢能联合组织(FCHJU)主导实施了Ene-field示范项目该项目在2012-2017年共花费5200万欧元,11个国家支持推广了1046套300~500瓦的微型燃料电池热电联供装置。2017年,该组织又启动了新一期五年计划“PACE项目”,预算9000万欧元,计划在11个国家推广2800套装置。



国内发展


当前,我国的氢能在建筑领域的燃料电池热电联供的使用还处在项目示范应用阶段。


2021年11月,全国首座氢能进万家智慧能源示范社区项目——丹青苑社区在佛山南海正式投运,标志着佛山率先引入氢燃料电池为社区供能。该项目建筑面积超10万平方米,通过技术创新,将太阳能光伏引入电解水制氢设备,同时配置氢燃料电池联供设备,为社区住户提供不间断的电力、暖气和生活热水,实现能源自给和二氧化碳零排放,把普通的居民社区建设成一个拥有风、光、电、气多种能源互补系统的智慧能源社区。


氢能进万家智慧能源示范社区


目前,智慧能源示范社区4台440KW商用燃料电池热电联供设备已安装完毕,为全国单体最大且无噪音、自发自用、并网运行。日后还将安装家用燃料电池热电联供设备394套,解决每户家庭的热电联供。示范项目不仅实现发电设备53%以上的发电效率,达 90%以上的综合能源利用效率,并且碳排放只有传统能源系统的 30%-50%。


现阶段,在建筑能耗不断增加的背景下,应用氢能源解决建筑能耗问题成为未来发展的趋势。燃料电池热电联供不仅可以为建筑提供热能、电能,还能通过制冷机等设备对废热回收利用,为建筑制冷、控湿,有利于减少建筑能耗、实现建筑节能,更快转向低碳经济。


在国家能源转型的背景下,燃料电池热电联供技术凭借其能源高效利用、清洁环保的属性,迎来了在建筑领域发展的“曙光”,为减少碳排放和实现双碳目标提供了机会,必将在零碳未来中发挥关键作用。





09、循环建筑



建筑环境目前在“获取-制造-废物”模式下运行,这给生物多样性带来了巨大压力。循环建筑提供了一种全面的系统方法来改变过去采购材料、构建基础设施和使用资产的方式。


通过规划紧凑和生物多样性的城市环境、优化空间,为生物多样性留出空间。保持建筑物和材料的使用减少了对新建筑和材料提取的需求,从而限制了对生物多样性的相关负面影响。在需要新材料的地方,采用可再生材料。


建筑的不同层次及其平均寿命


建筑物的设计通常考虑到特定的目的。然而,建筑物的使用会随着时间的推移而变化,建筑物的不同部分并不都能持续相同的时间(如上图)。有意识地思考不同层的不同寿命,并将建筑内的层分开,能够最终使建筑使用更长时间。





结 论


消费者方面:随着消费者对环保和健康的关注度不断提高,市场需求将进一步推动绿色建筑的发展。消费者更倾向于选择具有环保、节能、健康等特点的绿色建筑,这将促使建筑行业不断加强绿色建筑的研发和推广。


行业方面:央企为代表的建筑企业集中度的提升已经成为不可逆转的趋势,这将推动绿色建筑在更大范围内得到推广和应用。


技术方面:随着大批试点项目建成或动工,预计新型的节能技术、可再生能源技术、智能建筑管理系统等应用于绿色建筑的速度将大大加快。


政策方面:十四五已经进入倒计时,预计强制性政策的比例将有所增加。同时还将采取多样化的激励措施来促进绿色建筑的发展。这些激励措施可能包括财政补贴、税收优惠、容积率奖励、绿色金融支持等。



▌编辑:同辰建筑

▌来源:友绿网、联悦气体