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葛坚:夏热冬冷地区零能耗建筑与碳中和园区规划设计探索

时间:2022-04-25     作者:JANE     来源:骏绿网     阅读:21769

大咖观点: 园区才是最重要的碳中和实现的一个这个战场,所以除了建筑之外,我们整个园区的能源规划以及在园区内的各种交通啊、基础设施来实现碳平衡。

专家介绍:

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 葛坚,浙江大学求是特聘教授,建筑工程学院教授、博导,竺可桢学院常务副院长兼党委书记,中国建筑学会建筑物理分会副理事长。长期从事绿色低碳城市与建筑领域的研究,完成了一系列国家级课题和重大科技攻关项目,累计发表SCI等高水平论文110余篇,授权国家专利30项、软件著作权6项,作为骨干参与6项国家、行业标准的编制工作,荣获国家优秀规划设计奖、国家绿色建筑创新奖、省科技进步奖等多项国家级、省部级奖项,并完成累计建筑面积500余万平方米的绿色建筑技术咨询项目和6个国家级绿色生态城区规划咨询项目。

在国家建筑碳中和、碳达峰的目标背景下,我们工作也主要划分两大块,一块是从建筑单体这个层面,从三个维度来进行,一个是新建建筑的零能耗设计的探索,第二个就是我们已经设计完了的零能耗建筑运行情况,第三个是量大变化的既有建筑的一个零能耗的改造,这三条线是我们在近零能耗零能耗建筑当中的一些探索。另外刚才曹主任讲到了我们的园区才是最重要的碳中和实现的一个这个战场,所以除了建筑之外,我们整个园区的能源规划以及在园区内的各种交通啊、基础设施来实现碳平衡。

今天的汇报主要分这两条主线,就是新建建筑主要突出两大特色,一个是夏热冬冷地区北方是不一样,那么我们怎么样适合我们夏热冬冷地区的用能特征以及我们的生活习惯来探索一下我们夏热冬冷地区的新建的零能耗建筑的技术;另外一块就是我们怎么样跟建筑师进行互动?因为建筑师对于零能耗建筑一方面的意识,另外一方面对于技术,包括光伏,包括遮阳啊,体型的等等需要去磨合。运行阶段优化解决两个问题,一个我们设计的这个零能耗是不是在使用阶段真正的能达到零能耗运行的?这个优化是在什么地方的一个重点和难点。另外还有一个还有大家可能会有一种感觉,零能耗是不是就是降低我们的环境质量?而是不用的省着用的建筑才能够达到零能耗?

我们做了湖州的一个办公楼的新建建筑,也是零能耗建筑。那么设计方法就是从刚才的四大部开始,首先是能耗的精准预测来限定这个能耗值,然后从被动式到主动式到可再生能源的优化,然后再进行不断的循环来达到就是零能耗的这个要求。整个建筑面积是5731㎡,地上建筑层高度是23.75m,已经通过了近零能耗建筑评审。

最终的建筑体型是根据东南地区的特点,适当的控制体型系数,并且提供建筑的自遮阳,尤其是它的体型的设计当中,考虑了全年的太阳辐射分析,把太阳能的利用和建筑体型的紧密的结合起来,可以在每一个过程以及东西南北各个地面的来布置合理的太阳能构建,最后一个优化是考虑了建筑师艺术的要求,又考虑了体型系数、自遮阳、太阳辐射的众多需求。

在照明系统中也是按照动态照明加天然采光,将光纤导光照明设备的这样的一个技术来进行高效的照明。另外还有一个室内环境与智能控制的平台,基于热舒适的算法和人员的使用的习惯可以来控制这个运行的逻辑。能够高效的来达到一个舒适的室内环境的这个模式。太阳能利用方面,充分利用湖州地区的三类资源,充分利用太阳能资源,屋面和西南墙面能够满足这个太阳能的光伏,同时光伏并用市政电网降低成本,避免无效发电,应该是跟大部分的这个项目比较类似。

碳中和园区不仅仅是建筑本身,而是跨越到了这个园区的这个范畴当中,我们总结了一个流程。首先要有一个碳中和的规划,既然要做到零碳、碳中和,我们的园区的碳排放到底是由哪几块组成,知道它的计算方法是什么时间边界怎么样、空间边界怎么样,这些条件如果不说清楚的话,我们的碳综合还是一笔糊涂账。所以我们首先研究碳综合的范围边界核算清单指标体系,在这个指引下我们进行零碳建筑的设计,这个是核心。然后进行零碳交通的设计来进行能源系统的相互的优化和匹配,和其他的水资源的低碳、对固体废弃物的低碳以及绿化景观的碳汇的低碳等等多项的规划。

我们主要从建筑、交通、基础设施、绿化等等细化的一级指标、二级指标、三级指标,我们都有一个核算的清单、计算的方法,也就是排放系数法。跟建筑一样,我们的活动量乘上它的这个活动的排放系数,只不过它的核算的范围和内容是跟建筑是完全不一样的。一个从建筑上面我们的园区要实现碳中和,建筑是一定要承担完全的碳综合甚至是要负碳的任务。第二个要进行园区的低碳的交通的这个专项设计,要进行水资源利用的低碳专项设计,废弃物处理,也希望进行低碳处理。然后我们大量的绿化景观来进行碳汇的一个提供,这个是我们这个方案的一些比选的方法和最终方案生成的一个流程。

编者语:园区是产业集聚发展的核心单元,也是我国推进新型城镇化、实施制造强国战略最重要、最广泛的空间载体,园区将在“双碳”战略实践中发挥至关重要的作用。零碳园区,也成为新能源及跨界企业争先布局的领域,绿色、智慧、安全和低碳成为未来园区发展的新形态,零碳智慧园区建设势在必行。

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