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外觀錯(cuò)落有致、內(nèi)部節(jié)能降碳，位于石家莊市鹿泉區(qū)的河北省建筑科學(xué)研究院中德被動(dòng)式低能耗示范房被形象地稱為“能量魔方”。

它是全國第一座被動(dòng)式超低能耗公共建筑，31項(xiàng)節(jié)能技術(shù)的使用，使整個(gè)建筑保持恒溫、恒濕、恒靜。它也是河北建筑領(lǐng)域首個(gè)實(shí)現(xiàn)降碳產(chǎn)品開發(fā)的項(xiàng)目，減少碳排放的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了降碳產(chǎn)品價(jià)值的有效轉(zhuǎn)化。

被動(dòng)房“主動(dòng)”賣碳

8月8日，雖是立秋，天氣依然炎熱，還未到中午，室外溫度就已達(dá)32℃。走進(jìn)中德被動(dòng)式低能耗示范房大廳，空調(diào)沒有開啟，卻涼爽宜人，室內(nèi)溫度顯示26℃。

不用開空調(diào)就能維持室內(nèi)舒適溫度，這座2015年投入使用的被動(dòng)式建筑是怎么做到的?

“在中德被動(dòng)式低能耗示范房建設(shè)中，小到一個(gè)斷橋錨栓，大到整棟建筑的能源利用，都經(jīng)過了精細(xì)化處理。”河北省建筑科學(xué)研究院智能與綠色建筑研究所主任工程師劉少亮說。

“穿”得厚一點(diǎn)。提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能，普通建筑外墻保溫材料一般10厘米厚，而被動(dòng)房大約25厘米，相當(dāng)于給建筑“穿”上了一件厚厚的“保溫服”。

“捂”得嚴(yán)一點(diǎn)。增強(qiáng)建筑氣密性，在穿線管、煙風(fēng)道等可能透氣的位置填塞保溫材料、貼上氣密膜，保溫又擋風(fēng)。“與一般窗戶不同，被動(dòng)房的窗戶都是向外突出的，采用三玻兩腔，保溫性能比普通窗戶提升了2倍多。”劉少亮說。

熱回收效率高一點(diǎn)。通過新風(fēng)熱回收系統(tǒng)完成通風(fēng)換氣、能量回收，熱回收效率高達(dá)78%。

“顯著降低被動(dòng)房的能源需求，并不意味著完全不需要主動(dòng)提供能源，而是要最大程度地減少一次能源的消耗。”劉少亮表示。

這座被動(dòng)式建筑的空調(diào)系統(tǒng)采用了土壤源熱泵技術(shù)。地下100米的土壤溫度常年保持在16℃至18℃，近百眼地埋管井的管道里，水流與地下土壤時(shí)刻進(jìn)行著熱量交換，為建筑保持著恒定的溫度。

節(jié)能技術(shù)的使用，使這座地下一層、地上六層的建筑較傳統(tǒng)建筑節(jié)能九成以上，減少碳排放效果顯著。

從2021年開始，河北積極探索建立降碳產(chǎn)品價(jià)值實(shí)現(xiàn)機(jī)制，不斷拓展降碳產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域。被動(dòng)式超低能耗建筑減少的碳排放，能不能變現(xiàn)?

“實(shí)現(xiàn)降碳產(chǎn)品價(jià)值有效轉(zhuǎn)化，關(guān)鍵要確保建筑的二氧化碳減排量可測(cè)量、可報(bào)告、可核查，但當(dāng)時(shí)國內(nèi)還沒有相關(guān)領(lǐng)域的方法學(xué)，經(jīng)過考察研討，我們決定自己研究。”劉少亮說。

參考國際國內(nèi)碳減排領(lǐng)域先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合中德被動(dòng)式低能耗示范房降碳項(xiàng)目實(shí)際，分析全省1600余組辦公建筑碳排放數(shù)據(jù)，2022年8月，《河北省被動(dòng)式超低能耗辦公建筑降碳產(chǎn)品方法學(xué)》完成編制，并以省生態(tài)環(huán)境廳和省住房城鄉(xiāng)建設(shè)廳的名義聯(lián)合發(fā)布。

這是全國首個(gè)被動(dòng)式超低能耗建筑降碳產(chǎn)品方法學(xué)，規(guī)定了在河北省范圍內(nèi)被動(dòng)式超低能耗辦公建筑運(yùn)營活動(dòng)所產(chǎn)生二氧化碳減排量的核算流程和方法，標(biāo)志著被動(dòng)式超低能耗辦公建筑正式納入河北省降碳產(chǎn)品價(jià)值實(shí)現(xiàn)體系。

按照方法學(xué)測(cè)算，較傳統(tǒng)建筑，中德被動(dòng)式低能耗示范房降碳項(xiàng)目年減少用電量139萬千瓦時(shí)，減少二氧化碳排放約990噸。在2022年8月河北省舉行的降碳產(chǎn)品價(jià)值實(shí)現(xiàn)簽約儀式上，該項(xiàng)目2018年至2020年共2972噸的二氧化碳減排量，以每噸59元的價(jià)格成功變現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了河北省建筑領(lǐng)域降碳產(chǎn)品價(jià)值實(shí)現(xiàn)零的突破。

“目前，我們已經(jīng)編制完成居住建筑領(lǐng)域的降碳產(chǎn)品方法學(xué)，探索將被動(dòng)式超低能耗辦公建筑以外的其他綠色節(jié)能建筑納入降碳產(chǎn)品價(jià)值實(shí)現(xiàn)體系，不斷提升建筑領(lǐng)域綠色低碳發(fā)展水平。”劉少亮說。

從技術(shù)引領(lǐng)到技術(shù)輸出

8月11日，河北省建筑科學(xué)研究院智能與綠色建筑研究所技術(shù)人員王重陽又一次驅(qū)車前往唐山海港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，為當(dāng)?shù)厥讉€(gè)被動(dòng)式超低能耗住宅項(xiàng)目提供技術(shù)服務(wù)與咨詢。

這是王重陽今年參與的24個(gè)被動(dòng)式超低能耗建筑項(xiàng)目之一。“怎樣做好樓內(nèi)保溫”是他此行需要幫助建設(shè)方解決的問題。

而此前，他剛剛前往陜西省西安市對(duì)當(dāng)?shù)氐奶旃妊派犴?xiàng)目進(jìn)行了驗(yàn)收前的建筑氣密性測(cè)試。該項(xiàng)目是陜西省首個(gè)大規(guī)模采用被動(dòng)式超低能耗建筑技術(shù)建設(shè)的住宅項(xiàng)目。

從前期設(shè)計(jì)階段通過能耗模擬保證建筑滿足被動(dòng)式要求，到施工前進(jìn)行施工培訓(xùn)、編寫專項(xiàng)組織施工方案和專項(xiàng)建議，再到施工中確保項(xiàng)目施工質(zhì)量，最后到項(xiàng)目驗(yàn)收，王重陽和同事為該項(xiàng)目提供全流程被動(dòng)式技術(shù)服務(wù)與咨詢。

從技術(shù)引領(lǐng)到技術(shù)輸出，河北省建筑科學(xué)研究院不僅提升了自身價(jià)值，也推動(dòng)了被動(dòng)式超低能耗建筑整個(gè)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

截至目前，河北省建筑科學(xué)研究院開展被動(dòng)式超低能耗建筑技術(shù)服務(wù)與咨詢項(xiàng)目200余項(xiàng)，總建筑面積600余萬平方米，業(yè)務(wù)范圍輻射北京、山西、內(nèi)蒙古、江蘇、陜西等地，總服務(wù)規(guī)模居全國首位。全國首例被動(dòng)房公共建筑改造項(xiàng)目和被動(dòng)房居住建筑改造項(xiàng)目，均由他們承擔(dān)完成。

新場景、新應(yīng)用又反哺了技術(shù)創(chuàng)新。

近年來，河北省建筑科學(xué)研究院研制完成了高能效建筑用能源環(huán)境一體機(jī)等多個(gè)被動(dòng)式超低能耗建筑核心產(chǎn)品，主編完成國家近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、河北省被動(dòng)式超低能耗居住建筑和公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等，為被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展提供保障。

河北省建筑科學(xué)研究院智能與綠色建筑研究所所長介紹，目前，河北省建筑科學(xué)研究院正與其他單位合作，進(jìn)行裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅超低能耗關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。綠色施工方式與綠色建筑節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)新性結(jié)合，將全方位實(shí)現(xiàn)建筑從施工到使用全周期的低污染、低成本、低能耗。

打造零碳智慧園區(qū)

一棟棟建筑掩映在樹叢中，路旁綠草茵茵、碧水盈盈，走進(jìn)河北省建筑科學(xué)研究院，路在綠中，人在景中，處處體現(xiàn)著生態(tài)之美。

依托在建筑領(lǐng)域節(jié)能降碳技術(shù)優(yōu)勢(shì)，今年以來，河北省建筑科學(xué)研究院積極探索基于碳價(jià)值實(shí)現(xiàn)的零碳智慧園區(qū)建設(shè)路徑，全力打造河北省首個(gè)全生命周期碳中和園區(qū)。

“實(shí)現(xiàn)零碳目標(biāo)，就要做好‘加減法’，在園區(qū)內(nèi)部達(dá)到碳排放與碳消納的自我平衡。”劉少亮說，一方面推動(dòng)能源綠色化轉(zhuǎn)型、資源循環(huán)化利用，最大限度降低能源消耗和碳排放;另一方面通過增加綠化面積等措施，提升園區(qū)碳匯能力。

當(dāng)前，河北省建筑科學(xué)研究院正積極構(gòu)建綠色低碳的能源結(jié)構(gòu)，確保可再生能源發(fā)電量覆蓋園區(qū)所有用電。

河北省建筑科學(xué)研究院正在籌劃建設(shè)分布式光伏系統(tǒng)，擬在建筑屋面、停車棚等位置安裝太陽能光伏組件7300余平方米，年發(fā)電量180余萬千瓦時(shí);計(jì)劃建設(shè)兩臺(tái)5千瓦微風(fēng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，讓轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片“吹”來清潔能源。

綠色低碳的能源結(jié)構(gòu)，更需要高效智慧的管理。“目前，園區(qū)數(shù)字化管理平臺(tái)已經(jīng)有了雛形。平臺(tái)基于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)掌握建筑用能、碳匯等數(shù)據(jù)，根據(jù)算法模型對(duì)碳數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，做到知碳、算碳、降碳，相當(dāng)于為園區(qū)裝上‘零碳數(shù)字大腦’。”劉少亮說。

在智慧交通方面，園區(qū)打造集智能門禁、會(huì)議預(yù)約、車位探測(cè)、道路信息引導(dǎo)、全方位監(jiān)控等功能于一體的智慧交通系統(tǒng)，并制定機(jī)動(dòng)車碳排放監(jiān)測(cè)指標(biāo)和核算方法，實(shí)時(shí)掌握碳排放數(shù)據(jù)。

“目前，零碳智慧園區(qū)建設(shè)正在加緊推進(jìn)，預(yù)計(jì)2024年底全面完成。我們將持續(xù)推進(jìn)零碳智慧園區(qū)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，提高科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用效率，形成‘理論研究—技術(shù)開發(fā)—平臺(tái)監(jiān)控—應(yīng)用示范’的全鏈條實(shí)施路徑，為建筑領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和提供可復(fù)制、可推廣的技術(shù)支撐和應(yīng)用示范。”據(jù)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹。