施长进 潘明
摘要:中国的碳排放已经是全球第一,但中国人民还没有达到理想的生活消费水平,对能源的需求还在不断增长,并没有达到峰值。2020年9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话承诺:中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。从碳达峰到碳中和仅有30年,其不仅任务艰巨,事务繁重,而且时间紧迫。这项工作,已列为国家既定方针,优化产业结构和能源结构已从现在开始。坚定不移地走生态优先、綠色低碳的高质量发展道路。
关键词:碳达峰、碳中和、绿色、低碳、装饰装修
0引言
人类生存与发展离不开能源,人们生产和生活少不了碳排放。随着生产力的发展和人们生活水平的不断改善和提高,人类对能源的需求和碳排放持续增加。人是消耗能源和排放二氧化碳的主体。与衣、食、住、行等民生直接相关的建筑、工业、交通领域是社会能源消费的三大户。尤其是建筑和交通的消费性能源所占比例在60-80%,各国不等。这两个领域的能耗随着世界人口的增加和生活质量的逐步提高而不断攀升,占比还会增加。住是人们的基本需要,人类从穴居到今天建造了大量民居住房,此外,还有各种用途的公共建筑物,像医院、学校、办公楼、酒店、宾馆、商店、交通枢纽、工厂等,所有建筑都消耗着大量能源。这些能源消耗主要是:房屋建造能耗、建筑使用运行能耗、建筑物处置能耗。本文着重从房屋室内装饰装修对能源消耗的控制。
1降低房屋装饰装修的能耗
中国城市化建设进程趋于理性,特别像上海这样特大型城市,建筑物较为成熟,市区新建项目越来越少,老城区更是以城市更新为主,建筑物翻新是城市更新的重要部分,住宅翻新更是数量众多。
新开发住宅批量精装修,可以统一设计、统一选材、统一施工,为高效施工、装配式施工提供前提,住宅批量精装修比居民自行精装修降低房屋装饰装修的能耗。生产建材和机具需要消耗能源,施工过程和使用过程水电煤能源消耗。为了降低房屋装饰装修的能耗,采用全装修,采用绿色建材,建材与建筑同寿命。
住宅批量精装修和居民自行精装修的设计要有前瞻性和灵活性,设计理念至少10-20年不落伍,为住宅若干年后装饰翻新不是系统翻新而是面层更换,保留一部分居民个性化改造的空间,避免大面积拆除重新装修的浪费。设计师追求创新和标新立异是肯定的,但也要考虑后续材料生产和施工效率的低碳绿色;避免设计的产品细节里抠出“魔鬼”,就是材料损耗很大和人工消耗很大的建筑装饰产品。建筑设计或装饰装修设计要增加低碳绿色的节能设计:例如制氧空调,地暖,太阳能利用,风能利用,节能灯具,节能电器,节能燃气灶,节约用水。变废为宝:空调冷凝水利用,地暖热源利用。工艺设计:便于便换的饰面材料、软硬包自带磁性粘墙上,木饰面可以表面覆膜等。
各类建筑材料的制造能耗,砖瓦灰砂石、钢材、铝材、不锈钢、木材、水泥、玻璃、建筑卫生陶瓷、各种名目繁多的绝热保温材料、防水材料、装饰装修材料等。建材应标注能单位源消耗指标,政策性引导使用低碳能耗制作的新型建材。建筑材料的运输及施工能耗。为了达到碳中和目标,降低房屋装饰装修的能耗选用低能耗、高寿命、易更换、易施工、近距离的建材。
2降低建筑使用运行能耗
人们生产、工作、生活在建筑物中要使用能耗的设置有很多,如电梯运行、取暖、制冷、照明、空气净化、供水、炊事、冰箱、电视机、音响、洗衣机等家用电器。发展和采用各类节能建筑设备和家用电器,建筑设备和家用电器须有能源消耗指标,政策性引导使用低能耗建筑设备和家用电器。
在装饰装修阶段或旧房改造时需提高建筑墙体、屋面、地面的保温隔热性能;门窗的密封和保温隔热性能,减少室内热损失和室外热辐射对热稳定的影响。控制不必要的大空间,发展舒适、方便、合理的较居住小空间。
研发家居智能化,实现科学、合理、经济用电。控制居住舒适度,制定、实施建筑节能新标准。“技术性舒适”从来不是人们生活的必要条件,但事实上已经成为大多数人生活的现状。因为“技术性舒适”是要用能源支撑的。能耗和碳排放强度也将随着舒适度的增加而增加,所以必须控制在合理的范围内,实施可控舒适。
3 提高建筑错峰用电和自产能
3.1建设“能源中心”供电
大型公共建筑利用水蓄热或蓄冷系统建立“能源中心”,水蓄热或蓄冷系统利用电力需求低谷时段进行蓄热或蓄冷,并在电力需求高峰时段释热或释冷供应给空调系统使用,可有效降低制热或制冷空调系统的高峰用电负荷,起到“削峰填谷”的作用。水的比热大、相变潜热大,在显热蓄冷和相变蓄冷中都是优良的天然环保工质,在机场、医院、商场等大型公共建筑的蓄热或蓄冷系统中得到了广泛的应用。
住宅小区可以利用地源建立“能源中心”,对于上海、江苏、浙江等沿海地区,地下水位较高,冬季地下水温度比环境温度高;而在夏季地下水温度则比环境温度低,根据这个特点,可以利用它们之间的温差,将地下的能量传输到居住区域来,以改善我们的居住环境。利用地源的“能源中心”一次性投入较大,但后期使用电能较少,在住宅小区或别墅区域较为适用。
家庭可以利用蓄电池建立小型建筑甚至家庭式“能源中心”,利用电力需求低谷时段对蓄电池进行充电,并在电力需求高峰时供电使用,可有效降低建筑的高峰用电负荷,错峰用电对电网负荷供需平衡非常有利。蓄电池技术是该类“能源中心”大力推广和发展的最大门槛,而电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段,石墨烯储能设备的研制成功后,提高安全和转化效率,批量生产,则将为电池产业乃至建筑能源产业带来新的变革。电池自身安全性(特是自燃、自爆),电池在高温环境、低温环境、潮湿环境、高负荷、过度充放电情况下使用安全性、稳定性、耐久性等。电池的性能需要提高,电能转化为化学能再转化为电能的效率要高于低谷用电与高峰用电性价比率。
“能源中心”利用可再生能源、错峰用电等原理建立,能源管理中心用智能化、信息化、大数据等技术和集中管理模式,对建筑物能源系统的生产、能量储备、输配和消耗环节实施集中智能化的动态监控和数字化管理,改进和优化能源平衡,实现系统性节能降耗的管控一体化系统。
3.2自供电
改变能源使用的结构,减少煤炭和石化能源的使用,尽量采用新能源。建筑可以发展分散式光伏发电或风力发电,实现自供电。
深入分析一下小型建筑甚至家庭式“能源中心”,建筑或住宅供电通过该类“能源中心”,对蓄电池充电一般有四种形式:(1)自动切换设置低谷时间(凌晨零点至早上八点)供电系统对蓄电池充电,(2)早上八点至晚上五点太阳能发电对蓄电池充电,(3)锻炼身体健身器材发电对蓄电池充电,(4)其他待开发供电方式;为了保证建筑正常供电,特殊情况蓄电池电能储存低于过度放电改为供电系统直接供电。
(1)自动切换设置低谷时间(凌晨零点至早上八点)供电系统对蓄电池充电,利用电力需求低谷时段对蓄电池充电,并在电力需求高峰时段为建筑正常使用,充电放电流程:电能→化学能→电能。
(2)早上八点至晚上五点太陽能发电对蓄电池充电,充电放电流程:光能→电能→化学能→电能,如光能贡献使用电能50%和电能贡献使用电能50%,电费为正常情况的50%。如光能贡献使用电能70%和电能贡献使用电能30%,电费为正常情况的30%。
(3)健身器材发电对蓄电池充电,充电放电流程:动能→电能→化学能→电能,即可以锻炼身体又可以发电,例如:储存电能、直接对手机充电、直接洗衣服、直接洗碗冲水等等。
(4)其他待开发供电方式;
电池技术是建筑能源大力推广和发展的最大门槛,而电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段,石墨烯储能设备的研制成功后,若能批量生产,则将为电池产业乃至建筑能源产业带来新的变革。
4降低建筑物处置能耗
建筑物处置能耗指建筑物到达寿命期后的拆除、运输能耗以及建筑固体废弃物 (即建筑垃圾)的处理、再利用的能耗等。装饰装修的使用寿命往往短于建筑物,一般5年左右一小装,10年左右一大装。建筑装饰因大量采用砖瓦灰砂石、玻璃、建筑卫生陶瓷、瓷砖、纸面石膏板、轻薄金属、胶合板、木材以及个性化订制产品,一旦拆除将很难或无法再次利用。
材料使用时应标注拆除后如何处置或处置属于哪种处置类型(利用型、粉碎型、回炉型、收集型),建议在有条件的项目进行建筑垃圾分类,利用型包含一切可利用的建筑物处置材料,粉碎型包含砖瓦灰砂石、玻璃、建筑卫生陶瓷、瓷砖、石材、纸面石膏板等,回炉型包含轻薄金属、钢材、电线电缆等,收集型包含胶合板、木材、地板、塑料等。
降低建筑物处置能耗最有效的办法就是,业主、设计、施工单位、材料商共同努力减少拆除、循环利用。
5结束语
从碳达峰到碳中和仅有30年,其不仅任务艰巨,事务繁重,而且时间紧迫。这项工作,已列为国家既定方针,优化产业结构和能源结构已从现在开始。坚定不移地走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路,“十四五”是“碳达峰”的关键期。近20年来,中国对住与碳中和做了大量卓有成效的工作。制定了建筑节能标准,组织推动了建筑节能工程,在全国各省市开展了建筑节能工作。加强了节能建筑设计、绝热保温材料及节能电器的研发与生产。进行了被动式建筑(又称近零能耗或零能耗)研究和试点。开展了节能技术研发和应用。如地源热泵技术、空气热泵技术,进行了屋顶分散式光伏发电和屋顶绿化技术,墙体、屋面、地面、门窗、隔热保温技术、被动式建筑技术等。实施了既有建筑节能改造。上述努力对中国住的碳中和做出了很大贡献。建议增加建筑功能绿色、使用过程的绿色、绿色业绩、绿色品牌进入市场的门槛!
参考文献:
[1] 新华社,国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话.2020年9月22日,
[2]章建华,服务保障碳达峰碳中和目标如期实现,《山东经济战略研究》;2021-08-25
[3] 何建坤.强化实现碳达峰目标的雄心和举措[N].中国财经报,2020-11-17(2).
[4]《中国建筑装饰装修》 - 2021年4期
[5]史杰,郭恒超,常诚,等 . 浦东机场能源中心水蓄冷系统设计与性能分析[J]. 流体机械,2020,48(9):71-76.
[6]杨倩,刘婧怡,殷筱蕊;石墨烯电池产业中外国家扶持政策对比分析,《环球市场》;2017-05-01