当前,“双碳” 目标已成为各行各业发展的共识。住房城乡建设领域不仅是我国能源消耗和碳排放的重点领域之一,更是实现绿色低碳发展的关键部分。促进该领域的低碳化可持续发展,对推动高质量发展、提升人居环境品质意义重大。中国建设报特此邀请中国建筑节能协会副会长倪江波,为大家揭开建筑中的节能密码。
▍转变用能方式
中国建设报:我国建筑领域能耗在全社会能耗中占比多少?与发达国家有何差异?
倪江波:我国建筑能耗和碳排放规模庞大。在我国三大终端用能领域中,建筑能耗低于工业,高于交通。据中国建筑节能协会发布的报告,我国建筑仅运行使用阶段(涵盖用气、用电等)的能耗为 11.5 亿吨标准煤,占全社会总能耗的 21.9%,碳排放 23 亿吨,占全社会总量的 21.6%,这只是运行阶段的数据。
发达国家政府网站与国际组织报告表明,部分发达国家建筑运行能耗和碳排放占比约为 40%。若我国不实施节能举措,碳达峰峰值将偏高,这会对国家整体战略产生影响。
从房屋建筑全生命周期角度来看,涵盖建材生产、运输、建筑运行、建造及拆除等阶段的能耗和碳排放,其全部能耗约 19.1 亿吨标准煤,占全社会总量的 36.3%,碳排放占全社会总量的 38.2%。
另有计算方式,在上述碳排放量基础上,加上市政、铁路交通、水利、电力等工程建造的能耗,约 25.1 亿吨标准煤,占全社会总量的 44.7%,碳排放 50.1 亿吨,占全社会总量的 47.1%。
由此可知,房屋建筑全生命周期的能耗和碳排放数量极大,需予以高度重视。
中国建设报:我国建筑节能概念何时提出?经历了哪些发展阶段?
倪江波:我国建筑节能于 20 世纪 80 年代起步,1986 年颁布首部建筑节能标准 ——《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》,当时首次规定建筑节能率为 30%。该标准起初针对北方集中供暖区域,因供暖能耗极大,即便现在北方采暖季,能耗仍占全社会能耗的四分之一。
此后,我国建筑节能发展呈现先北方后南方、先居住建筑后公共建筑、先城市后农村的历程。一直以标准为主导,通过制定技术标准、形成强制性条文,乃至如今的全文强制的建筑节能与可再生能源利用通用规范,带动产业发展,让建筑节能工作深入推进。
中国建设报:新阶段我国建筑碳排放发展趋势如何?在清洁能源和新能源快速发展的当下,大力发展建筑节能有何意义?
倪江波:我国建筑节能进入碳达峰、碳中和新阶段,首要变化是用能结构改变,建筑角色有重大变化。
其一,过去建筑仅仅是单纯的用能者,其用电依赖电力部门,用气依靠燃气部门,用热靠供热部门保障。
其二,在新的历史时期,建筑既是用能者,也是产能者。伴随技术创新发展,城市建筑的屋顶和外立面均可用于光伏发电,农村农房的屋顶更是光伏发电的优质资源。光伏发电已成为我国新型能源电力系统的重要组成部分,建筑通过光伏发电,在使用能源的同时也成为了产能者。农村屋顶光伏发电能够满足全家生活用电,甚至可以满足电动车、收割机等生产设备的用电需求。
其三,建筑还可成为用能的调蓄者,建筑光伏发电、储电可参与电网部门的需求侧响应。多余的电量可调剂到其他地方,电力部门将建筑视作虚拟电厂,用于城市的削峰填谷。
当然,发展趋势还包括实现更高水平的建筑节能,尽可能减少建筑用能,剩余部分使用绿能替代。同时,绿能(如光伏设备)存在资源消耗、安装运行和寿命问题,所以必须坚持节约优先、节能优先的原则。
▍发展节能新技术
中国建设报:当前建筑节能领域技术发展有什么特点?取得了哪些重大突破?
倪江波:习近平总书记提出 “绿色发展是高质量发展的底色”。当前建筑节能领域技术创新发展十分活跃,像围护结构中的墙体、门窗、屋顶如何实现更高水平节能,超低能耗建筑、近零能耗建筑的规模化发展等相关技术和产业发展都需要引领,特别是要与建筑领域的数字化、绿色化、工业化融合发展。
在创新方面,欧美国家的节能技术多适用于我国寒冷和严寒地区,然而我国除这两个地区外,还有夏热冬冷、夏热冬暖地区。这些地区既有保温需求,也有制冷需求。随着生活品质提高、条件改善,空调成为常用家电,用电量也随之增加,因此急需引导这些地区实现建筑节能和可再生能源利用。而且,在这些地区大规模发展超低能耗建筑,国际上并无成熟经验可参考,所以我们必须加快并强化这方面的技术创新。
从资源角度来看,我国虽是资源大国,但人均资源并不丰富。建筑领域是资源消耗的重要领域,如何更高效地利用建筑资源,尤其是对建筑拆除产生的建筑垃圾进行循环再生利用,是当前发展与突破的重点方向。
在能源转型领域,光储直柔配电系统是当下极为关键的部分,将其应用于建筑可实现跨界融合发展。其中,“光” 代表太阳能光伏技术,“储” 是储能技术,“直” 是直流技术,直流因其简单且易于控制的特性,有利于光伏、储能等分布式电源灵活、高效地接入与调控,“柔” 是柔性用电技术,它能让建筑主动改变从市政电网获取功率的能力,从而参与削峰填谷。
▍实施既有建筑节能改造
中国建设报:建筑节能怎样才能更好地与城市更新有机融合?当前实践中有哪些值得借鉴的优秀经验?
倪江波:当前,我国城市发展已从大规模增量建设阶段过渡到以存量提质更新为主的新阶段,存量更新占比极大。为实现从 “有无” 到 “好坏” 的转变,需落实住房城乡建设部提出的 “四好” 建设要求。
在城市更新领域,国家出台了大量政策,老旧小区改造便是其中之一。要把建筑节能降碳、绿色低碳转型的发展要求融入城市更新政策。
借助市场化机制来适应生产力发展,生产组织管理形态要契合新时期要求。政策制定不能只着眼于供给端,还要在用户端和使用端发力,以绿色消费理念引导居民积极参与,让绿色建筑、超低能耗建筑改造更有市场前景。
城市更新的节能化改造过程中,有几方面管理需强化。首先,房屋建筑风貌特别是外立面对街面的影响必须管控。其次,结构安全极为关键,不可随意改动,这是国家重点关注的内容。最后,建筑节能降碳必须达标,不符合要求的不能改造,且要有完善的审批管理制度。这些都是当前我国城市更新节能化改造需着重加强的部分。
实施城市更新要真正落实节能降碳理念,鼓励绿色消费,例如在工程端使用绿色建材建设绿色建筑,这对拉动建材行业发展有促进作用。
中国建设报:既有老旧建筑建成时间早,其建筑质量和标准与现代建筑不同。经过节能改造的老旧建筑能否满足当前建筑节能标准?通常会在哪些方面开展改造?
倪江波:从技术角度而言,老旧小区既有建筑的改造能够使其达到现行建筑节能标准。许多老旧建筑,特别是 2000 年以前的,当时节能并非强制要求,南方建筑在 2000 年之前甚至没有节能标准,这些建筑都不是绿色节能建筑,因此节能改造迫在眉睫。
老旧建筑节能改造要在技术和经济平衡的情况下展开,需综合考虑防火等多种因素。基本要求有两项:一方面,改造内容要符合现行标准,比如改造围护墙体时,墙体要达到现有的保温隔热标准,改造门窗时,门窗也要达标,通过这些局部改造能大幅提升节能率;另一方面,要达到总体节能率要求,居住建筑改造后节能率需提高 30% 以上,公共建筑则需提高 20% 以上。
在老旧建筑翻修改建方面,我觉得国家应主导建筑节能改造工作。就家庭装修而言,许多住户自行决定更换门窗,然而不少老百姓并不了解系统门窗是什么,也不清楚什么样的门窗是好门窗,这就导致更换门窗后,冬天仍有寒气进入室内,这其中既有门窗质量问题,也有安装质量问题,所以需要专业标准来支撑。
除此之外,还可以进行装配化改造,通过装配化的围护结构来增强保温隔热效果,而且方便日后的维修与更换。
▍引领绿色生活方式
中国建设报:发展低碳建筑、绿色建筑对养成绿色生活方式有何促进作用?
倪江波:在节能范畴内,除了建筑,还包括小区、社区。引领绿色生活方式,关键在于创建绿色社区,让大众认可绿色建筑、超低能耗建筑和绿色小区是优质的,进而营造出社会认知和市场驱动的环境。在此环境下,居民就会明白不能随意丢弃垃圾、要减少垃圾量,进而延伸到在日常生活中不浪费,像在家里需要关灯时就关灯,以此养成节约能源的良好习惯。
因此,我认为绿色生活方式主要包括两点:一是从绿色小区、绿色建筑再到绿色家庭,在此过程中,节约能源和反对奢靡生活方式极为关键。二是要引导绿色消费,使用家用电器时需留意其节能等级。即将出台的零碳建筑技术标准,不但对建筑设计、建造和运行中的能耗有要求,还对低碳行为予以规定,以此引导使用者遵循低碳生活方式,选择高能效的家用电器等。
同时,应对公共建筑实行能耗限额管理。对于某个地区的特定类型公共建筑,如办公、商场、体育建筑等,在确保基本用能的条件下,规定其节能要求。对于节能效果突出的,可制定相应奖励政策,这些都是引导和约束绿色生活方式的重要方式。
中国建设报:在建筑节能方面,哪些内容与我们的生活紧密相关?
倪江波:超低能耗建筑、绿色建筑、近零能耗建筑,以及未来的零碳建筑都与生活密切相关。首先,这些建筑能显著提升室内舒适度,空气质量优良、温湿度适宜。因为超低能耗建筑的密封性更好,所以对空气质量等指标的要求也更高。此外,像空调、供热通风一体机等设备也都在不断进行技术创新发展。
第二个方面是能耗降低能带来直接的经济收益,建筑在运行使用阶段花费更少。有些节能建筑一年电费最多不过几百元,因为在这样的建筑里,只需稍微增加一点额外热源,比如空调热风,就可以度过最冷的一周或十天,其余时间都无需供暖等措施。同理,在夏天最热的十天或半月,加一点冷风就行。这些措施使整个建筑运行阶段的用能负荷下降,从而节省费用。
中国建设报:未来建筑节能的方向是什么?推进建筑节能事业需要在哪些方面努力?
倪江波:从产业和技术发展角度看,未来建筑节能方向是大力发展更高水平的节能降碳技术(如围护结构、围护墙体门窗等方面)以及调整用能结构。
建筑需从单纯的能源消耗者向能源生产者和能源使用的调蓄者转变,而这些变革要通过发展高水平、低延时的信息系统来达成。此外,化石能源与新发展的可再生能源的耦合应用会促使众多相关技术不断发展。在未来绿色低碳建筑领域的转型进程中,从围护结构(涵盖市政基础设施建设节能部分)到资源循环再生利用,直至整个能源转型,都有着广阔的发展前景。
与此同时,在管理层面,生产关系要与生产力相适配,不能让新的绿色低碳发展形态受到阻碍。相应的政策、法律体系以及标准体系都要朝着新的方向调整,从而形成合力,共同推动建筑节能事业朝着高质量方向发展。