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编导:瞿荻 魏玥琪 撰稿:徐静 配音:魏玥琪 平面设计:傅小凡 项目统筹:李麑(05:53)
建筑业历来是碳排放的隐形“大户”之一。根据国际能源署的数据,建筑贡献了环球碳排放总量的三分之一,与交通业、工业相称。
2021年底,中国建筑节能协会能耗专委会公布了《中国建筑能耗研究报告》,统计了2019年中国“建筑全过程”的碳排放总量,为49.97亿吨,占当年全国碳排放总量的50.6%。
“建筑全过程”中,许多环节都会产生碳排放,从钢筋水泥混凝土等建材的生产和运输,施工,再到竣工后的运营掩护,直至多年往后的废弃和拆除。
一栋建筑的全生命周期漫长,涉及的环节和流程浩瀚。那么,让建筑实现“零碳”,可能吗?
零碳建筑的“加减法”
20世纪开头,玻璃幕墙迅速成为全体世纪的宠儿,但早期玻璃幕墙的缔造者们或许没能预见到,这些玻璃盒子逐渐成为能耗“黑洞”。
光污染、保温性能差,许多高层玻璃幕墙无法打开,透风和温度调节完备依赖空调等机电设备。许多城市都开始反思,如何改造一批玻璃幕墙公共建筑,以降落能耗。
如今,越来越多的设计者开始在建筑孕育的早期阶段,思考如何节能减排。
最近,成都天府新区涌现了一个“近零碳建筑”——中建滨湖设计总部。它的建造者来自中建西南设计研究院。
通过“加减法”,建造者在成都打造了一座“近零碳建筑”。本文图片均为中建西南设计研究院 供应
要达到“近零碳”,一栋建筑首先得做点减法。
在成都,中建西南院的建造者们研究起了风。他们利用“打算流体动力学CFD”仿照室外风环境,希望能充分利用自然透风,减少对空调等机电的依赖。大楼采取“气候跟踪技能自控天窗”,能通过感应器自动开启。建造者们还在中庭安装了可开启的电动天窗,合营风机,利用热压和风压勾引建筑内的自然透风。
除了研究风,中建西南院的建造者们还研究起了光。他们对大空间采光进行仿照,在得当的位置设计了采光天井,这使得87%的功能房间达到了自然采光标准。
同时,中建滨湖设计总部的幕墙采取了一种分外材质玻璃——三银双中空Low-E玻璃。两层空腔具有更好的保温性能,节省能耗。
三银双中空Low-E玻璃示意图
经由各类低能耗设计的中建滨湖设计总部,年均匀能耗降落至40-80千瓦时/平方米,每年可以节省用电186万度,减少二氧化碳排放约1027吨。
减少能耗只是第一步,要让一栋建筑做到“近零碳”,还须要做点加法——发电和储能。
中建滨湖设计总部拥有8000多平方米的屋顶花园,像是给建筑戴上了“防晒帽”,大楼还设计了540平方米的分布式光伏面板,装机容量86.4千瓦,年发电量约为6.9万度。
设计总部的地下室是大型储能机房,机房中的运维系统能够实时监控发电量及用电量。
高原上的“零碳实验”
在青藏高原东北边缘的四川省阿坝州若尔盖县下热尔村落,高寒高海拔下,中建西南院的建造者为160个孩子打造了一栋新校舍,它的紧张目标便是抵御寒冷。
在高原,建造者们面对的是持续串的限定条件。匮乏的资源,薄弱的生态环境,有限的经费。不能大拆大建,也无法选择空调、暖气片等常见的取暖和设备。更不能盲目堆砌一些高技能却随意马虎故障、难以掩护的新奇设备。
中建西南院利用当地的太阳能资源,建造了一栋充满阳光的校舍,这栋校舍被命名为“暖巢一号”。
建造者们先是重新设置了建筑朝向,以提高太阳能的利用效率。
为提高太阳能的利用效率,调度建筑朝向
接着,他们在建筑内部划分不同区域,把建筑布局为“暖区”和“次暖区”,办理了室内供暖问题。宿舍等“暖区”位于建筑南面,北面较冷的“次暖区”留给卫生间等附属用房,楼梯间则作为缓冲区域。
坡顶还开设了斜天窗,直接阳光集热。
这统统都是为了最大程度地减少热量丢失。建造者们还利用了建筑能耗仿照软件,仿照当地的日照和气流,对建筑布局进一步优化。确定门、窗的朝向和开口面积,仿照室内外冷暖气流交流,并在建筑南侧设计了双层墙体。加强外围构造的隔热性能,使其节能率达到65%以上。
经由一个冬天的实验测试,暖巢一号的御寒能力有些惊人,没有赞助采暖,在室外-20°C的寒夜,孩子们的宿舍室温能坚持在10°C。
这项高原上的零碳实验,或许是多重限定条件下“不得已”的选择。但暖巢一号的成功,证明了高寒高海拔地区,仍能因时制宜,设计出可持续的近零碳排建筑。而眼下,进一步优化设计的“暖巢二号”也即将出身。
为实现建筑与环境的和谐共生,中国的建造者们仍在不断探索新的寻衅。
任务编辑:李麑
校正:丁晓