建筑行業(yè)在“雙碳”目標背景下，面臨著巨大的挑戰(zhàn)和機遇，低碳、綠色建筑已經(jīng)成為建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要方向。
近年來，我國大力推廣綠色建筑，我國新建綠色建筑面積占新建建筑的比例已經(jīng)超過90%，全國新建綠色建筑面積已經(jīng)由400萬平方米增長至100多億平方米。到2025年，城鎮(zhèn)新建建筑將全面建成綠色建筑，我國已經(jīng)成為全球綠色建筑發(fā)展的引領者。
過去十年間，中國承包商也為各國基礎設施的綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)揮了積極的作用，例如中國企業(yè)在共建“一帶一路”國家，完成了3000多個基礎設施項目，其中很多都是綠色能源、綠色交通和綠色建筑類的項目，實現(xiàn)了共建“一帶一路”國家經(jīng)濟增長與環(huán)境保護的良性循環(huán)，為當?shù)乜沙掷m(xù)發(fā)展貢獻力量，同時也推動全球向更加低碳的未來邁進。從小項目到大工程，從中國到世界，綠色建筑正在受到越來越多的青睞。而中國多年來的建設經(jīng)驗和標準，也在共建“一帶一路”過程中得以“走出去”，造福越來越多的國家和地區(qū)。
綠色建筑正在飛速發(fā)展，2024年有哪些趨勢值得關注？
在建筑設計中更加注重可持續(xù)性和韌性意味著建筑物的設計和建造方式將更加環(huán)保，并且能夠更好地承受和適應氣候變化和自然災害等環(huán)境挑戰(zhàn)。- 采用節(jié)能設計：設計更節(jié)能的建筑從而使用更少的能源來運行，減少碳足跡并節(jié)省能源成本。節(jié)能設計可以涉及隔熱、高效的加熱和冷卻系統(tǒng)以及其他減少能源消耗的措施。
- 使用可再生能源：使用可再生能源（如太陽能或風能）的建筑可以減少對化石燃料的依賴并降低碳排放。這可能涉及使用光伏電池板或小型風力渦輪機。
- 節(jié)水設計：高效用水和盡量減少浪費的建筑有助于減輕對水資源的壓力，特別是在缺水地區(qū)。這可能涉及使用低流量管道裝置和灰水系統(tǒng)。
- 使用可持續(xù)材料：使用可持續(xù)材料（例如回收或快速再生材料）的建筑物可以減少對環(huán)境的影響。
- 韌性設計：設計為更能抵御自然災害和其他環(huán)境挑戰(zhàn)（如洪水、颶風和地震）的建筑物有助于減少這些事件造成的破壞和破壞。這可能涉及使用更堅固耐用的建筑材料和設計特征，例如綠色屋頂和墻壁，它們可以吸收雨水并防止風雨。
近年來，建筑領域從業(yè)者積極主動地在應對氣候變化方面發(fā)揮作用并取得了顯著進展，產(chǎn)生了創(chuàng)新和創(chuàng)造性的解決方案，從而產(chǎn)生了對氣候有利的成果，目前最受關注的是氣候積極建筑。氣候積極建筑也被稱為氣候正向建筑（climate positive buildings），具有如下特點目前，我國自己的《氣候積極建筑設計標準》正在編制當中，歡迎廣大建筑業(yè)房地產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)積極參與。
在建筑設計中使用可再生能源是指采用利用太陽能、風能或水等天然可再生能源發(fā)電或供熱的技術(shù)。使用可再生能源的目標是減少建筑物對化石燃料的依賴，化石燃料會導致氣候變化和空氣污染，并降低建筑物的碳足跡。- 太陽能：光伏 （PV） 電池板可以安裝在建筑物的屋頂或墻壁上，以利用太陽能發(fā)電。此外，太陽能熱系統(tǒng)可用于加熱水或提供空間供暖。
- 風能：小型風力渦輪機可以安裝在屋頂或單獨的結(jié)構(gòu)上，以利用風力發(fā)電。
- 水力發(fā)電：位于河流或溪流等水源附近的建筑物可以使用小型水力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電。
- 地熱能：地熱系統(tǒng)利用來自地球的熱量來提供熱量和冷卻建筑物。與傳統(tǒng)的暖通空調(diào)系統(tǒng)相比，它們可以更節(jié)能，碳足跡更小。
近期，光伏建筑一體化正在逐步向建筑立面發(fā)展，越來越多的建筑引入定制的節(jié)能外墻來充分利用現(xiàn)有建筑。通過將技術(shù)與設計自由度無縫結(jié)合，這些太陽能幕墻可以適應每個項目的風格，同時充當雨幕，使用壽命長，免維護。此外，通過生產(chǎn)可持續(xù)電力，建筑物的日常運營將大幅減少碳排放，從而有效減少對環(huán)境的影響。
過去，綠色建筑最受重視的一點是節(jié)能設計，即使用策略和技術(shù)來設計和建造建筑物，以減少能源消耗和碳排放。- 保溫：適當?shù)母魺嵊兄谑菇ㄖ镌诙颈３譁嘏谙募颈３譀鏊瑥亩鴾p少對供暖和制冷系統(tǒng)的需求。
- 高效的加熱和冷卻系統(tǒng)：使用高效的供暖和制冷系統(tǒng)，如空氣源熱泵或地熱系統(tǒng)，可以減少保持建筑物舒適溫度所需的能源。
- 節(jié)能照明：使用節(jié)能照明，如LED燈泡，可以顯著降低建筑物的能耗。
- 節(jié)能電器和設備：使用能源之星認證的電器和設備，其設計比標準型號更節(jié)能，也有助于減少建筑物的能源使用。
- 被動式設計策略：被動式設計策略，例如正確的方向、窗戶放置和熱質(zhì)量的使用，可以通過利用自然加熱和冷卻過程來幫助減少建筑物的能源需求。
不過，我國建筑行業(yè)正在由高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變。綠色建筑也正在走向極致性能，從超低能耗到近零能耗、零能耗；從低碳建筑到零碳建筑，乃至負碳建筑；以及健康建筑、三恒建筑等等。建筑師和消費者對于綠色建筑的要求和期待都變得越來越高，也推動著綠色建筑不斷挑戰(zhàn)極致性能。在我國，從政府部門到行業(yè)協(xié)會，也在不斷推動相關標準編制工作，為綠色建筑高品質(zhì)發(fā)展提供有力支撐。
建筑設計中的節(jié)水是指使用策略和技術(shù)來最大限度地減少建筑物中的用水量和浪費。隨著水資源短缺在世界許多地方日益受到關注，這一點變得越來越重要。- 低流量管道潔具：低流量管道裝置，如馬桶、水龍頭和淋浴噴頭，可以顯著減少建筑物中的用水量。
- 灰水系統(tǒng)：灰水系統(tǒng)從水槽、淋浴器和洗衣機中回收水，用于非飲用水用途，例如灌溉或沖廁。這有助于減少建筑物所需的淡水量。
- 雨水收集：雨水收集系統(tǒng)收集和儲存雨水以供再利用，例如用于灌溉或沖水馬桶。這有助于減少對處理水的需求并減少雨水徑流。
- 節(jié)水園林綠化：使用抗旱植物和實施高效的灌溉系統(tǒng)有助于減少園林綠化所需的水量。
總體而言，建筑設計中的節(jié)水目標是有效利用水并盡量減少浪費，以減輕對水資源的壓力，并支持更可持續(xù)地利用這一重要資源。
覆蓋著植物和植被的綠色的屋頂和墻壁它們可以提供多種環(huán)境、社會和經(jīng)濟效益，有助于創(chuàng)造更可持續(xù)和宜居的建筑環(huán)境。例如：- 調(diào)節(jié)建筑溫度：綠色屋頂和墻壁可以幫助建筑物隔熱，使其在夏季更放松，在冬季更溫暖。這可以減少加熱和冷卻所需的能量，并提高室內(nèi)舒適度。
- 減少雨水徑流：綠色屋頂和墻壁可以吸收雨水并減少流入市政系統(tǒng)的雨水量。這有助于防止洪水泛濫并減輕雨水基礎設施的壓力。
- 改善空氣質(zhì)量：綠色屋頂和墻體植物可以吸收污染物并產(chǎn)生氧氣，從而改善周邊地區(qū)的空氣質(zhì)量。
- 為野生動物提供棲息地：綠色屋頂和墻壁可以為鳥類、昆蟲和其他野生動物提供棲息地，這有助于支持城市地區(qū)的生物多樣性。
- 為建筑環(huán)境增添美感：綠色屋頂和墻壁可以為建筑物增添視覺趣味和美感，并為人們提供戶外空間。
而近些年發(fā)展起來的植被混凝土，有力支撐了綠色屋頂?shù)耐茝V。
生態(tài)混凝土，簡稱植被砼，又名“植被混凝土”、“植生混凝土”、“綠化混凝土”、“生態(tài)反濾植生砼”等，在實現(xiàn)安全防護的同時又能實現(xiàn)生態(tài)種植，是一種能將工程防護和生態(tài)修復很好的結(jié)合起來的新型材料。其主體以特定粒徑骨料作為支承骨架，通過生態(tài)膠凝材料（因水泥具有強堿性，制備需用生態(tài)膠凝材料）和骨料包裹而成，具有一定孔隙結(jié)構(gòu)和強度。其具備三個特點，①強度高，材料本身具有與普通混凝土相當?shù)膹姸龋虎跇?gòu)造獨特，具備類似于“沙琪瑪”一樣的骨架，具有較多的連通孔隙，能夠為植物的穿透生長提供條件；③低堿環(huán)境，種植混凝土堿度較低，適宜植物生長，在合適的條件下能夠?qū)崿F(xiàn)安全防護與生態(tài)綠化一體化，具備三重防護的功效。
在建筑設計中使用可持續(xù)材料是指采用環(huán)保和可持續(xù)來源的材料。使用可持續(xù)材料的目標是減少建筑施工對環(huán)境的影響，有效降低建筑隱含碳。可用于建筑設計的可持續(xù)材料的一些例子包括：- 回收材料：使用回收材料，如再生鋼、鋁或混凝土，可以幫助減少對新材料的需求，并減少提取和加工對環(huán)境的影響。
- 快速可再生材料：快速可再生的材料，如竹子或稻草，可以用作傳統(tǒng)建筑材料的替代品。這些材料可以比傳統(tǒng)材料（如木材）更快地種植和收獲，并且對環(huán)境的影響更小。
- 低影響材料：一些材料，如低VOC（揮發(fā)性有機化合物）油漆和飾面，對環(huán)境的影響比傳統(tǒng)材料小。
- 可重復使用和可修復的材料：使用易于重復使用或修復的材料有助于延長其使用壽命并減少浪費。
目前，全球隱含碳立法已成趨勢，美國、歐盟、加拿大、愛爾蘭、丹麥、瑞典、法國已經(jīng)紛紛立法對建筑隱含碳進行限制。因此綠色建筑如何降低隱含碳已經(jīng)成為關注熱點。
零廢物建筑旨在最大限度地減少廢物的產(chǎn)生量，并最大限度地利用回收材料。零廢物設施旨在減少廢物對環(huán)境的影響，并支持更可持續(xù)的資源利用。可用于實現(xiàn)建筑物零浪費的策略的一些示例包括：減少產(chǎn)生的廢物量可能涉及使用可重復使用的產(chǎn)品而不是一次性產(chǎn)品，并設計系統(tǒng)和流程以最大限度地減少浪費。例如，建筑物可能會使用可再填充的水瓶代替一次性塑料瓶或堆肥系統(tǒng)，以減少產(chǎn)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，如再生鋼材或再生混凝土，可以幫助減少對新材料的需求，并減少提取和加工對環(huán)境的影響。
- 實施回收系統(tǒng)：建筑回收系統(tǒng)，例如紙張、塑料和其他可回收物的垃圾箱，可以幫助提高建筑物的回收率。
- 捐贈或再利用材料：建筑物可以捐贈或再利用不再需要的物品，而不是將材料送到垃圾填埋場，例如辦公家具或建筑材料。
我國建筑能耗長期依賴于煤、天然氣等化石常規(guī)能源，可再生能源在建筑能耗中替代常規(guī)能源的比例僅占6%-7%，亟需能源替代和產(chǎn)業(yè)升級。解決這個問題的最佳方法之一是使用氫燃料電池熱電聯(lián)供。通過捕獲本來會被浪費的熱量，氫燃料電池熱電聯(lián)供系統(tǒng)可以最有效地利用氫能燃料，而且整個過程清潔無污染。氫能與建筑融合，是近年興起的一種綠色建筑新理念。熱電聯(lián)供，也可稱為熱電聯(lián)產(chǎn)，是指在電廠中將供熱和發(fā)電聯(lián)合在一起的生產(chǎn)方式。而燃料電池熱電聯(lián)供則是一種利用燃料電池技術(shù)實現(xiàn)向用戶供給電能和熱能的技術(shù)，以質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）為主，主要以分布式發(fā)電的方式應用，是保障能源供給重要的途徑之一。利用燃料電池純發(fā)電效率僅約為50%，而通過熱電聯(lián)供方式的綜合效率可達85%——氫燃料電池在為建筑發(fā)電的同時，余熱可回收用于供暖和熱水，與傳統(tǒng)的火力發(fā)電輸電相比，總效率提高2倍左右。燃料電池熱電聯(lián)供系統(tǒng)是一種將制氫、供熱水及發(fā)電過程有機結(jié)合在一起的能源利用系統(tǒng)，將制氫與發(fā)電余熱充分利用，大大提高了能源利用率，具有很好的經(jīng)濟效益。研究表明，在小規(guī)模應用中使用微型熱電聯(lián)供裝置有助于節(jié)能減排，家用熱電聯(lián)供系統(tǒng)是一種創(chuàng)新的解決方案，只使用一種主要能源即可同時提供電力與熱量，較傳統(tǒng)發(fā)電廠相比能效高、環(huán)境效益高。據(jù)估計，2050年全球10%的建筑供熱和8%的建筑供能將由氫氣提供，每年可減排7億噸二氧化碳。燃料電池熱電聯(lián)供系統(tǒng)為建筑供能的應用較為廣泛。目前，歐洲、日本等國的氫燃料電池分布式發(fā)電已初步實現(xiàn)商業(yè)化。日本自2009年開始推廣家用燃料電池熱電聯(lián)供系統(tǒng)（Ene-farm），由日本東京燃氣公司與松下集團共同研發(fā)，這是目前世界上規(guī)模最大、推廣最成功的商業(yè)化燃料電池。通過燃料電池技術(shù)同時生產(chǎn)電和熱水，一套裝置大約可提供日本普通家庭平均能耗的40%～60%。到2019年1月，家用燃料電池熱電聯(lián)供系統(tǒng)已累計售出27.4萬套，單個裝置成本比推廣初期2009年下降了69%，日本計劃2030年要提高到530萬套。歐洲大多國家既要解決居民供暖，又要避免電網(wǎng)鋪設的高額投資，開展燃料電池熱電聯(lián)供是一種較好的解決方案。歐洲燃料電池和氫能聯(lián)合組織（FCHJU）主導實施了Ene-field示范項目該項目在2012-2017年共花費5200萬歐元，11個國家支持推廣了1046套300～500瓦的微型燃料電池熱電聯(lián)供裝置。2017年，該組織又啟動了新一期五年計劃“PACE項目”，預算9000萬歐元，計劃在11個國家推廣2800套裝置。當前，我國的氫能在建筑領域的燃料電池熱電聯(lián)供的使用還處在項目示范應用階段。2021年11月，全國首座氫能進萬家智慧能源示范社區(qū)項目——丹青苑社區(qū)在佛山南海正式投運，標志著佛山率先引入氫燃料電池為社區(qū)供能。該項目建筑面積超10萬平方米，通過技術(shù)創(chuàng)新，將太陽能光伏引入電解水制氫設備，同時配置氫燃料電池聯(lián)供設備，為社區(qū)住戶提供不間斷的電力、暖氣和生活熱水，實現(xiàn)能源自給和二氧化碳零排放，把普通的居民社區(qū)建設成一個擁有風、光、電、氣多種能源互補系統(tǒng)的智慧能源社區(qū)。
目前，智慧能源示范社區(qū)4臺440KW商用燃料電池熱電聯(lián)供設備已安裝完畢，為全國單體最大且無噪音、自發(fā)自用、并網(wǎng)運行。日后還將安裝家用燃料電池熱電聯(lián)供設備394套，解決每戶家庭的熱電聯(lián)供。示范項目不僅實現(xiàn)發(fā)電設備53%以上的發(fā)電效率，達 90%以上的綜合能源利用效率，并且碳排放只有傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的 30%-50%。現(xiàn)階段，在建筑能耗不斷增加的背景下，應用氫能源解決建筑能耗問題成為未來發(fā)展的趨勢。燃料電池熱電聯(lián)供不僅可以為建筑提供熱能、電能，還能通過制冷機等設備對廢熱回收利用，為建筑制冷、控濕，有利于減少建筑能耗、實現(xiàn)建筑節(jié)能，更快轉(zhuǎn)向低碳經(jīng)濟。在國家能源轉(zhuǎn)型的背景下，燃料電池熱電聯(lián)供技術(shù)憑借其能源高效利用、清潔環(huán)保的屬性，迎來了在建筑領域發(fā)展的“曙光”，為減少碳排放和實現(xiàn)雙碳目標提供了機會，必將在零碳未來中發(fā)揮關鍵作用。
建筑環(huán)境目前在“獲取-制造-廢物”模式下運行，這給生物多樣性帶來了巨大壓力。循環(huán)建筑提供了一種全面的系統(tǒng)方法來改變過去采購材料、構(gòu)建基礎設施和使用資產(chǎn)的方式。通過規(guī)劃緊湊和生物多樣性的城市環(huán)境、優(yōu)化空間，為生物多樣性留出空間。保持建筑物和材料的使用減少了對新建筑和材料提取的需求，從而限制了對生物多樣性的相關負面影響。在需要新材料的地方，采用可再生材料。
建筑的不同層次及其平均壽命
建筑物的設計通常考慮到特定的目的。然而，建筑物的使用會隨著時間的推移而變化，建筑物的不同部分并不都能持續(xù)相同的時間（如上圖）。有意識地思考不同層的不同壽命，并將建筑內(nèi)的層分開，能夠最終使建筑使用更長時間。
消費者方面，隨著消費者對環(huán)保和健康的關注度不斷提高，市場需求將進一步推動綠色建筑的發(fā)展。消費者更傾向于選擇具有環(huán)保、節(jié)能、健康等特點的綠色建筑，這將促使建筑行業(yè)不斷加強綠色建筑的研發(fā)和推廣。行業(yè)方面，央企為代表的建筑企業(yè)集中度的提升已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，這將推動綠色建筑在更大范圍內(nèi)得到推廣和應用。技術(shù)方面，隨著大批試點項目建成或動工，預計新型的節(jié)能技術(shù)、可再生能源技術(shù)、智能建筑管理系統(tǒng)等應用于綠色建筑的速度將大大加快。政策方面，十四五已經(jīng)進入倒計時，預計強制性政策的比例將有所增加。同時還將采取多樣化的激勵措施來促進綠色建筑的發(fā)展。這些激勵措施可能包括財政補貼、稅收優(yōu)惠、容積率獎勵、綠色金融支持等。
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