吉林省公共建筑运行碳排放达峰预测研究

基于吉林省2000-2020年公共建筑碳排放历史数据,运用Kaya-LMDI模型进行初步分析,得出能耗强度、经济活动强度、产业结构、城镇化率、人口规模是影响吉林省公共建筑碳排放的主要因素。以此为基础构建STIRPAT模型,预测了基准情景、高碳情景、低碳情景、超低碳情景下吉林省公共建筑2021-2045年碳排放量变化趋势、碳达峰时间及峰值水平。结果表明:低碳情景下,通过进一步降低化石燃料比例以优化能源结构,推动第三产业高质量发展以降低能耗强度,实行公共建筑碳交易政策,可在兼顾经济发展与节能减排的前提下于2039年实现碳达峰,峰值为36.57 Mt,是吉林省公共建筑的最优碳排放情景。可为吉林省及其他严寒地区省份提供公共建筑碳减排路径参考,为实现“3060双碳目标”提供助力。

建筑运行阶段碳排放因素分解及情景预测

建筑的长生命周期特点使得其运行阶段的碳排放量占全生命周期总排放量的一半以上。基于2000—2021年的数据,构建STIRPAT模型,分析了公共建筑、城镇居住建筑及农村居住建筑运行阶段碳排放的主要影响因素,同时基于多情景分析,预测了2022—2030年各类建筑的运行阶段的碳排放趋势。研究发现:人口数量是各类建筑运行阶段碳排放最主要的驱动因素,其影响系数分别为3.263,2.284和2.660;能源结构在公共建筑和农村居住建筑中能起到显著的抑制作用,其影响系数分别为1.465和1.235;建筑面积、居民可支配收入、第三产业增值及制冷度日数均属于主要驱动因素。最后,基于定性与定量的分析,提出了未来碳减排的对策与建议。

基于LMDI和泰尔指数的长江经济带公共建筑碳排放变化研究

基于LMDI因素分解模型,分析了2010-2019年长江经济带碳排放综合系数、能源强度、产业结构、经济水平和城镇化率对公共建筑碳排放变动的影响,并利用泰尔指数测算了公共建筑碳排放主要影响因素的区域差异。结果表明:(1)经济水平的提高和城镇化的发展是促进公共建筑碳排放增长的主要因素,而产业机构的调整和能源强度的降低则抑制了碳排放的增加。(2)基于能源强度和经济水平的碳排放泰尔指数均表明区域内差异是造成该经济带公共建筑碳排放不平衡的主要原因,各区域阶梯效应削弱,区域内部呈现分化发展的局面。(3)政府应重点关注区域内部互联,建立以经济水平碳排放为约束指标的碳减排协同治理机制,实现长江经济带公共建筑业的协调发展。

溶液调湿空调在医药厂房工程应用的碳减排潜力分析

众多医药生产车间要求低湿环境,需要送风含湿在7 g/kg甚至5 g/kg以下,常规7℃冷冻水驱动的冷冻除湿方式难以完成上述除湿任务,因而医药厂房通常采用转轮除湿系统对空气进行湿处理以满足环境热湿控制需求。然而,转轮系统所需再生温度较高,通常使用高温蒸汽或电加热器作为再生热源,限制了系统的低碳化运行。溶液空调系统具有利用低品位冷热源的优势,但现有研究对于溶液空调技术在医药建筑中应用可行性研究尚不充分,无法揭示其在医药建筑应用的节能减排潜力。因此,现场测试了溶液空调系统在某试点医药厂房的实际应用效果,对比了其与常规转轮系统的性能差异并阐明差异原因。示范工程应用结果表明,一次回风系统送风含湿量在6 g/kg左右时,溶液系统可以将再生热源温度从100℃以上降至50℃以下,相较于常规转轮系统的节能比率为15%~45%,典型工况下的碳减排率为20.7%。以期为医药建筑低碳化发展提供经验参考与数据支撑。

城市区域能耗和碳排放评估关键技术及其模型研究

在全球城市化步伐加快的大背景下,城市建筑运行和发展方式亟需优化,这就需要得到相对精确的建筑能源使用效率及碳排放数据的支持,但受限于诸多原因,这一需求并没有得到较好解决。基于此,本文对当前在建筑层面上的全生命周期能源消耗量计算方法以及相关的碳排放评估模型进行了分析与总结,并运用系统论的思维探讨了各要素间的相互作用及其对区域整体的影响机理,同时提出了当前能源消耗整合和碳排放性能评估所面临的一些实际挑战。最后,提出了一个包含建筑在内的城市区域层面的系统边界定义和遵循系统思维的城市区域能耗和碳排放评估模型,并通过在澳大利亚南部城市阿德莱德市区和郊区的2组案例分析,验证了所提出模型的有效性。

关中地区74种立体绿化适宜植物固碳释氧能力研究

在“双碳”目标的推动下,如何在有限的城市建设空间和绿地条件下,遵循绿色低碳途径实现碳中和成为亟待解决的实际问题。聚焦立体绿化这一尺度上的植物固碳释氧能力,选取5类74种关中地区适宜立体绿化的植物,以绿量作为计算指标,估算其固碳释氧量,为科学衡量基于建筑全生命周期评价的立体绿化碳汇提供数据参考。研究发现5类树种固碳释氧能力大小顺序为地被植物>乔木>藤木>常绿灌木>落叶灌木,5类树种里固碳释氧效果最好的分别为桑树、砂地柏、醉鱼草、金银花和常夏石竹。将74种植物的固碳释氧量进行聚类分析,筛选出高固碳释氧型植物共9种。

公共建筑空调冷源能耗特性及光电协同减碳效果研究

充分利用可再生能源是实现建筑节能减排的关键,其中建筑光伏受到社会普遍关注。本文针对夏热冬暖地区公共建筑,以某图书馆为例,建立了空调冷源及屋顶光伏系统TRNSYS仿真模型,对冷源系统能耗及光伏系统发电进行模拟。结果显示,在空调典型日,冷源系统运行功率需求与光伏发电供给两者具有较好的匹配性;在夏季空调运行时段,建筑光伏发电用于冷源系统的自给率达68%,碳排放量减少657.71 t/a。建筑光伏能被空调冷源有效消纳,减排效果显著。

严寒地区公共建筑LCA环境影响研究

民用建筑中,由于公共建筑的建筑标准以及服务功能的特殊性,因此公共建筑对环境影响程度明显高于住宅建筑。文中利用eFootprint软件平台,展开严寒地区某公共建筑的全生命周期环境影响评价,通过分析公共建筑的LCA结果,明晰建筑各个阶段对九大指标的贡献率,经比较分析可知,在生产阶段,门窗工程对ADP影响较突出,装饰工程对ODP的影响贡献度较大;在使用阶段,供暖对建筑各环境指标的影响均比较显著。因此可根据比较公共建筑各部分对环境指标的影响贡献度,为后续制定减排策略提供数据支持。

夏热冬暖地区住宅建筑运行阶段碳排放分析

随着“双碳”目标的提出,国家对建筑业的碳排放提出了更高的要求。由于住宅建筑的碳排放量占整个建筑业的48%左右,因此其相关研究对于我国“双碳”目标的实现以及人民生活和社会发展有着重要的现实意义。以夏热冬暖地区住宅小区调查数据为基础,分析影响住宅建筑碳排放的主要因素,并采用SPSS 25对碳排放数据进行偏相关分析和岭回归分析,建立夏热冬暖地区住宅建筑运行阶段碳排放的回归模型。结果表明:回归方程预测得出的小区住宅年平均碳排取量与实测数值差值为3.4%;夏热冬暖地区住宅建筑运行阶段对碳排放影响最大的是户内人口数,其次是建筑面积,建筑朝向对碳排放的影响较小;在过渡季节住宅建筑碳排放量相对较低,炎热的夏季是夏热冬暖地区碳排放的高峰。对夏热冬暖地区住宅建筑碳排放现状的研究可为该区域住宅建筑提供设计方案和运行指导,同时也可为该区域住宅建筑碳排放评估提供参考依据。

“双碳”背景下大型公共建筑碳排放控制指标研究——以广阳岛功能建筑为例

近年来,我国公共建筑建设呈现快速发展趋势,但同时公共建筑能耗与碳排放量也逐年升高。2022年,我国住房和城乡建设部和国家发展改革委印发了《城乡建设领域碳达峰实施方案》,明确了时间表与路线图,因此探究提高公共建筑绿色低碳发展意义重大。为进一步探讨大型公共建筑减碳路径及评价减碳效果的差异性,以重庆广阳岛国际会议中心为研究对象,选取建筑全生命周期内碳排放量最大的建材生产及运输阶段、建筑运行阶段为研究范围,对两个阶段下建筑碳排放数据进行统计分析,并引入单因素敏感性分析研究法,试图找出影响其建筑碳排放各因素的敏感性系数,并判定其影响力大小。

光伏直驱变频多联机在严寒地区的经济性与碳排放量分析

在严寒地区,极端的气候条件和辐照强度的不稳定性给光伏直驱变频多联机的运行带来挑战。通过监测光伏直驱变频多联机在严寒地区近零能耗办公建筑中的运行情况,对实验期间的运行能耗进行分析。结果显示:光伏直驱变频多联机系统在实验期间的运行成本比普通多联机空调系统节省了约55.81%,经济效益显著。光伏直驱变频多联机系统的静态回收期小于10年。在建筑设计寿命20年以内,光伏直驱变频多联机系统的碳排放量比普通多联机空调系统降低了约56.95%,降碳效果明显。

基于人流量视角下的公共建筑碳排放模型与实证研究

为了解决公共建筑碳排放核算类别繁多、结果粗放的难题,通过调研与程式化扎根理论得出影响公共建筑碳排放的关键因素,并依托实地传感测算试验,研究人流量对环境变化的具体作用机理,整合人时变量,构建了适用于公共建筑的动态碳排放核算模型。结果表明:1)编码处理和调研数据的相关性分析结果均显示人流量对公共建筑的能源消耗起到关键作用;2)人流量间接作用于用能系统以及人的自身排放共同组成温室气体的排放增量;3)经验证,研究构建的动态核算模型原始误差为5.36%,修正后误差降至4.807%(小于5%),与实际运行工况有良好的交互性。研究成果完善了已有公共建筑的碳排放核算边界,构建了动态工况下的核算模型,实现了基于动态人流量变化下的公共建筑碳排放定量描述,为绿色建筑评价体系提供了理论依据与模型基础。

公共建筑运行阶段能碳耦合限额管理及评价研究

我国已由能耗双控逐步转向碳排放双控。为响应碳排放双控战略,对公共建筑碳排放进行科学管理及合理评价是关键抓手。为科学引导对公共建筑由能耗双控向碳排放双控转变,本文调研国内公共建筑能耗限额管理现状,分析公共建筑运行阶段能碳关系,在此基础上提出一种能碳耦合的限额管理及评价方法。该方法建立基于二维评价表和综合碳排放因子的评价规则,可对目标建筑能耗、碳排放强度及能源结构合理性进行耦合评价,并提出针对性节能降碳建议。经实际案例验证,本文提出的方法具备良好的适用性和推广性。

基于改进支持向量机的公共建筑碳排放量估计研究

目前,进行公共建筑碳排放量估计时,存在估计精度低和模型稳定性差的问题,对此,提出基于改进支持向量机的公共建筑碳排放量估计研究方法。首先,分析公共建筑碳排放量的影响因素,并对采集到的公共建筑碳排放数据展开预处理;然后,建立支持向量机模型,并基于人工鱼群算法对支持向量机参数进行优化。最后将优化后的正则化参数和宽度参数代入支持向量机中,得到公共建筑碳排放量。实验结果表明,所提方法的PCC系数最高达到0.81,MAE最低值为0.08,MAPE最低值为19%,由此可见所提方法可精准的完成碳排放量估计,同时具有较高的稳定性。

公共建筑碳排放时空分布特征与环境污染空间效应研究

为了有效管理和减少公共建筑碳排放,并减轻其对环境造成的负面影响,文章对公共建筑碳排放时空分布特征与环境污染空间效应进行研究。测算浙江省各地市公共建筑碳排放,采用全局空间自相关和局部空间自相关分析浙江省碳排放环境污染空间效应。实验结果表明,浙江省公共建筑碳排放具有集聚性,且各城市之间存在一定异质性。利用时空地理加权回归模型在人口规模、经济发展水平、城市化水平和能源强度等四个方面进一步探讨浙江省各地市时空分布特征,并基于分析结果提出降低浙江省公共建筑碳排放改进意见。

寒冷地区低碳建筑改造适宜技术及路径研究

既有建筑低碳改造是建筑部门实现“双碳”目标的重要举措。以天津市一办公建筑低碳改造为例,构建寒冷地区既有公共建筑碳排放模型,假定低碳建筑含义,评估分析不同低碳化改造技术的碳减排率及低碳建筑适宜技术路径。结果表明:低碳改造后的建筑碳排放强度为37.79 kg/m^(2),在GB/T 51161—2016《民用建筑能耗标准》约束值的基础上降低了45.94%,可判定为低碳建筑;低碳建筑改造通过高性能围护结构技术、高效照明技术、浅层地热能技术、太阳能光伏技术等适宜技术路径,较改造前建筑节能率达到68.81%,碳减排率达到70.31%。

不同空调冷热源对建筑碳排放量的影响分析

随着我国各项建筑节能标准的更新,对于建筑碳排放量控制的要求越来越高,而空调冷热源系统是影响建筑碳排放的重要因素,且随着能源结构优化,区域电网的碳排放因子明显降低,冷热源系统电气化将是碳约束下主要的发展方向。运用eQuest软件对不同类型空调冷热源系统的运行能耗和碳排放强度进行了动态模拟和定量分析,发现冷热源系统的能源利用形式和区域电网的碳排放因子与供暖空调系统的碳排放量密切相关,对冷热源系统选择起决定作用。

严寒地区典型城市公共建筑节能改造技术适用性分析

本文分析严寒地区公共建筑节能改造技术适用性,以典型城市为例,分析了供暖、照明、可再生能源、节水及监测控制等节能改造技术效果。结果表明,供暖系统改造节能效果显著,照明系统改造节能率高且经济性好,可再生能源利用具有潜力,节水改造和监测控制系统也有效提升了节能效果,综合节能率超过15%,实现显著节能减排效益。可为严寒地区公共建筑节能改造技术应用推广提供借鉴,为城乡建设领域“碳达峰”公共建筑提升提供技术路径参考。

公共建筑全寿命周期碳排放量核算及减碳潜力研究

公共建筑是节约能源资源的重要领域,对全社会的节能减排起着引领作用。选取寒冷地区一栋办公建筑,对其用能情况进行实地调研和数据收集,采用碳排放系数法对全寿命周期的碳排放量进行计算,全面解析建筑全寿命周期碳排放的构成,对建材生产及运输阶段、建造阶段、运行阶段及拆除阶段进行减碳潜力研究。结果表明:当建筑废弃物回收比例提高1倍时,未来同体量建筑建材生产及运输阶段的碳排放量减少0.28%;当建筑的使用年限从50年延长至100年时,碳排放强度减少14%。

基于系统动力学的公共建筑节能减排路径研究

为实现公共建筑碳达峰目标,通过文献分析初步得出公共建筑碳排放增长的主要影响因素,并基于KAYA恒等式在宏观角度综合讨论了经济、能源、人口与外部环境等影响因素之间的相互作用关系。在此基础上利用系统动力学建立公共建筑碳排放系统仿真模型,并借助Venple软件仿真模拟2020-2040年间碳排放数据变化趋势。然后基于公共建筑碳排放仿真模型,得出可实现的能源结构优化、节能技术应用、可再生能源应用等主要的碳减排路径。最后通过调控影响因子参数设置不同的碳排放情景,分析了公共建筑碳排放对各路径的灵敏度,并为碳减排路径的实施优化提出合理建议。