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外觀錯落有致、內(nèi)部節(jié)能降碳，位于石家莊市鹿泉區(qū)的河北省建筑科學(xué)研究院中德被動式低能耗示范房被形象地稱為“能量魔方”。
它是全國第一座被動式超低能耗公共建筑，31項節(jié)能技術(shù)的使用，使整個建筑保持恒溫、恒濕、恒靜。它也是河北建筑領(lǐng)域首個實現(xiàn)降碳產(chǎn)品開發(fā)的項目，減少碳排放的同時實現(xiàn)了降碳產(chǎn)品價值的有效轉(zhuǎn)化。
被動房“主動”賣碳
8月8日，雖是立秋，天氣依然炎熱，還未到中午，室外溫度就已達32℃。走進中德被動式低能耗示范房大廳，空調(diào)沒有開啟，卻涼爽宜人，室內(nèi)溫度顯示26℃。
不用開空調(diào)就能維持室內(nèi)舒適溫度，這座2015年投入使用的被動式建筑是怎么做到的？
“在中德被動式低能耗示范房建設(shè)中，小到一個斷橋錨栓，大到整棟建筑的能源利用，都經(jīng)過了精細化處理。”河北省建筑科學(xué)研究院智能與綠色建筑研究所主任工程師劉少亮說。
“穿”得厚一點。提高建筑圍護結(jié)構(gòu)保溫性能，普通建筑外墻保溫材料一般10厘米厚，而被動房大約25厘米，相當于給建筑“穿”上了一件厚厚的“保溫服”。
“捂”得嚴一點。增強建筑氣密性，在穿線管、煙風(fēng)道等可能透氣的位置填塞保溫材料、貼上氣密膜，保溫又擋風(fēng)。“與一般窗戶不同，被動房的窗戶都是向外突出的，采用三玻兩腔，保溫性能比普通窗戶提升了2倍多。”劉少亮說。
熱回收效率高一點。通過新風(fēng)熱回收系統(tǒng)完成通風(fēng)換氣、能量回收，熱回收效率高達78%。
“顯著降低被動房的能源需求，并不意味著完全不需要主動提供能源，而是要最大程度地減少一次能源的消耗。”劉少亮表示。
這座被動式建筑的空調(diào)系統(tǒng)采用了土壤源熱泵技術(shù)。地下100米的土壤溫度常年保持在16℃至18℃，近百眼地埋管井的管道里，水流與地下土壤時刻進行著熱量交換，為建筑保持著恒定的溫度。
節(jié)能技術(shù)的使用，使這座地下一層、地上六層的建筑較傳統(tǒng)建筑節(jié)能九成以上，減少碳排放效果顯著。
從2021年開始，河北積極探索建立降碳產(chǎn)品價值實現(xiàn)機制，不斷拓展降碳產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域。被動式超低能耗建筑減少的碳排放，能不能變現(xiàn)？
“實現(xiàn)降碳產(chǎn)品價值有效轉(zhuǎn)化，關(guān)鍵要確保建筑的二氧化碳減排量可測量、可報告、可核查，但當時國內(nèi)還沒有相關(guān)領(lǐng)域的方法學(xué)，經(jīng)過考察研討，我們決定自己研究。”劉少亮說。
參考國際國內(nèi)碳減排領(lǐng)域先進經(jīng)驗，結(jié)合中德被動式低能耗示范房降碳項目實際，分析全省1600余組辦公建筑碳排放數(shù)據(jù)，2022年8月，《河北省被動式超低能耗辦公建筑降碳產(chǎn)品方法學(xué)》完成編制，并以省生態(tài)環(huán)境廳和省住房城鄉(xiāng)建設(shè)廳的名義聯(lián)合發(fā)布。
這是全國首個被動式超低能耗建筑降碳產(chǎn)品方法學(xué)，規(guī)定了在河北省范圍內(nèi)被動式超低能耗辦公建筑運營活動所產(chǎn)生二氧化碳減排量的核算流程和方法，標志著被動式超低能耗辦公建筑正式納入河北省降碳產(chǎn)品價值實現(xiàn)體系。
按照方法學(xué)測算，較傳統(tǒng)建筑，中德被動式低能耗示范房降碳項目年減少用電量139萬千瓦時，減少二氧化碳排放約990噸。在2022年8月河北省舉行的降碳產(chǎn)品價值實現(xiàn)簽約儀式上，該項目2018年至2020年共2972噸的二氧化碳減排量，以每噸59元的價格成功變現(xiàn)，實現(xiàn)了河北省建筑領(lǐng)域降碳產(chǎn)品價值實現(xiàn)零的突破。
“目前，我們已經(jīng)編制完成居住建筑領(lǐng)域的降碳產(chǎn)品方法學(xué)，探索將被動式超低能耗辦公建筑以外的其他綠色節(jié)能建筑納入降碳產(chǎn)品價值實現(xiàn)體系，不斷提升建筑領(lǐng)域綠色低碳發(fā)展水平。”劉少亮說。
從技術(shù)引領(lǐng)到技術(shù)輸出
8月11日，河北省建筑科學(xué)研究院智能與綠色建筑研究所技術(shù)人員王重陽又一次驅(qū)車前往唐山海港經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，為當?shù)厥讉€被動式超低能耗住宅項目提供技術(shù)服務(wù)與咨詢。
這是王重陽今年參與的24個被動式超低能耗建筑項目之一。“怎樣做好樓內(nèi)保溫”是他此行需要幫助建設(shè)方解決的問題。
而此前，他剛剛前往陜西省西安市對當?shù)氐奶旃妊派犴椖窟M行了驗收前的建筑氣密性測試。該項目是陜西省首個大規(guī)模采用被動式超低能耗建筑技術(shù)建設(shè)的住宅項目。
從前期設(shè)計階段通過能耗模擬保證建筑滿足被動式要求，到施工前進行施工培訓(xùn)、編寫專項組織施工方案和專項建議，再到施工中確保項目施工質(zhì)量，最后到項目驗收，王重陽和同事為該項目提供全流程被動式技術(shù)服務(wù)與咨詢。
從技術(shù)引領(lǐng)到技術(shù)輸出，河北省建筑科學(xué)研究院不僅提升了自身價值，也推動了被動式超低能耗建筑整個行業(yè)的技術(shù)進步。
截至目前，河北省建筑科學(xué)研究院開展被動式超低能耗建筑技術(shù)服務(wù)與咨詢項目200余項，總建筑面積600余萬平方米，業(yè)務(wù)范圍輻射北京、山西、內(nèi)蒙古、江蘇、陜西等地，總服務(wù)規(guī)模居全國首位。全國首例被動房公共建筑改造項目和被動房居住建筑改造項目，均由他們承擔(dān)完成。
新場景、新應(yīng)用又反哺了技術(shù)創(chuàng)新。
近年來，河北省建筑科學(xué)研究院研制完成了高能效建筑用能源環(huán)境一體機等多個被動式超低能耗建筑核心產(chǎn)品，主編完成國家近零能耗建筑技術(shù)標準、河北省被動式超低能耗居住建筑和公共建筑節(jié)能設(shè)計標準等，為被動式超低能耗建筑發(fā)展提供保障。
河北省建筑科學(xué)研究院智能與綠色建筑研究所所長介紹，目前，河北省建筑科學(xué)研究院正與其他單位合作，進行裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅超低能耗關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。綠色施工方式與綠色建筑節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)新性結(jié)合，將全方位實現(xiàn)建筑從施工到使用全周期的低污染、低成本、低能耗。
打造零碳智慧園區(qū)
一棟棟建筑掩映在樹叢中，路旁綠草茵茵、碧水盈盈，走進河北省建筑科學(xué)研究院，路在綠中，人在景中，處處體現(xiàn)著生態(tài)之美。
依托在建筑領(lǐng)域節(jié)能降碳技術(shù)優(yōu)勢，今年以來，河北省建筑科學(xué)研究院積極探索基于碳價值實現(xiàn)的零碳智慧園區(qū)建設(shè)路徑，全力打造河北省首個全生命周期碳中和園區(qū)。
“實現(xiàn)零碳目標，就要做好‘加減法’，在園區(qū)內(nèi)部達到碳排放與碳消納的自我平衡。”劉少亮說，一方面推動能源綠色化轉(zhuǎn)型、資源循環(huán)化利用，最大限度降低能源消耗和碳排放；另一方面通過增加綠化面積等措施，提升園區(qū)碳匯能力。
當前，河北省建筑科學(xué)研究院正積極構(gòu)建綠色低碳的能源結(jié)構(gòu)，確保可再生能源發(fā)電量覆蓋園區(qū)所有用電。
河北省建筑科學(xué)研究院正在籌劃建設(shè)分布式光伏系統(tǒng)，擬在建筑屋面、停車棚等位置安裝太陽能光伏組件7300余平方米，年發(fā)電量180余萬千瓦時；計劃建設(shè)兩臺5千瓦微風(fēng)風(fēng)力發(fā)電機，讓轉(zhuǎn)動的葉片“吹”來清潔能源。
綠色低碳的能源結(jié)構(gòu)，更需要高效智慧的管理。“目前，園區(qū)數(shù)字化管理平臺已經(jīng)有了雛形。平臺基于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實時掌握建筑用能、碳匯等數(shù)據(jù)，根據(jù)算法模型對碳數(shù)據(jù)進行分析，做到知碳、算碳、降碳，相當于為園區(qū)裝上‘零碳數(shù)字大腦’。”劉少亮說。
在智慧交通方面，園區(qū)打造集智能門禁、會議預(yù)約、車位探測、道路信息引導(dǎo)、全方位監(jiān)控等功能于一體的智慧交通系統(tǒng)，并制定機動車碳排放監(jiān)測指標和核算方法，實時掌握碳排放數(shù)據(jù)。
“目前，零碳智慧園區(qū)建設(shè)正在加緊推進，預(yù)計2024年底全面完成。我們將持續(xù)推進零碳智慧園區(qū)標準體系建設(shè)，提高科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用效率，形成‘理論研究—技術(shù)開發(fā)—平臺監(jiān)控—應(yīng)用示范’的全鏈條實施路徑，為建筑領(lǐng)域碳達峰碳中和提供可復(fù)制、可推廣的技術(shù)支撐和應(yīng)用示范。”據(jù)相關(guān)負責(zé)人介紹。
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