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外觀錯落有致、內(nèi)部節(jié)能降碳，位于石家莊市鹿泉區(qū)的河北省建筑科學研究院中德被動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式超低能耗公共建筑，31項節(jié)能技術的使用，使整個建筑保持恒溫、恒濕、恒靜。它也是河北建筑領域首個實現(xiàn)降碳產(chǎn)品開發(fā)的項目，減少碳排放的同時實現(xiàn)了降碳產(chǎn)品價值的有效轉化。

被動房“主動”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32℃。走進中德被動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年投入使用的被動式建筑是怎么做到的?

“在中德被動式低能耗示范房建設中，小到一個斷橋錨栓，大到整棟建筑的能源利用，都經(jīng)過了精細化處理。”河北省建筑科學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。提高建筑圍護結構保溫性能，普通建筑外墻保溫材料一般10厘米厚，而被動房大約25厘米，相當于給建筑“穿”上了一件厚厚的“保溫服”。

“捂”得嚴一點。增強建筑氣密性，在穿線管、煙風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。“與一般窗戶不同，被動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。通過新風熱回收系統(tǒng)完成通風換氣、能量回收，熱回收效率高達78%。

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

這座被動式建筑的空調(diào)系統(tǒng)采用了土壤源熱泵技術。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，水流與地下土壤時刻進行著熱量交換，為建筑保持著恒定的溫度。

節(jié)能技術的使用，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)品價值實現(xiàn)機制，不斷拓展降碳產(chǎn)品開發(fā)領域。被動式超低能耗建筑減少的碳排放，能不能變現(xiàn)?

“實現(xiàn)降碳產(chǎn)品價值有效轉化，關鍵要確保建筑的二氧化碳減排量可測量、可報告、可核查，但當時國內(nèi)還沒有相關領域的方法學，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)碳減排領域先進經(jīng)驗，結合中德被動式低能耗示范房降碳項目實際，分析全省1600余組辦公建筑碳排放數(shù)據(jù)，2022年8月，《河北省被動式超低能耗辦公建筑降碳產(chǎn)品方法學》完成編制，并以省生態(tài)環(huán)境廳和省住房城鄉(xiāng)建設廳的名義聯(lián)合發(fā)布。

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

按照方法學測算，較傳統(tǒng)建筑，中德被動式低能耗示范房降碳項目年減少用電量139萬千瓦時，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)品價值實現(xiàn)簽約儀式上，該項目2018年至2020年共2972噸的二氧化碳減排量，以每噸59元的價格成功變現(xiàn)，實現(xiàn)了河北省建筑領域降碳產(chǎn)品價值實現(xiàn)零的突破。

“目前，我們已經(jīng)編制完成居住建筑領域的降碳產(chǎn)品方法學，探索將被動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)品價值實現(xiàn)體系，不斷提升建筑領域綠色低碳發(fā)展水平。”劉少亮說。

從技術引領到技術輸出

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

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

而此前，他剛剛前往陜西省西安市對當?shù)氐奶旃妊派犴椖窟M行了驗收前的建筑氣密性測試。該項目是陜西省首個大規(guī)模采用被動式超低能耗建筑技術建設的住宅項目。

從前期設計階段通過能耗模擬保證建筑滿足被動式要求，到施工前進行施工培訓、編寫專項組織施工方案和專項建議，再到施工中確保項目施工質量，最后到項目驗收，王重陽和同事為該項目提供全流程被動式技術服務與咨詢。

從技術引領到技術輸出，河北省建筑科學研究院不僅提升了自身價值，也推動了被動式超低能耗建筑整個行業(yè)的技術進步。

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

新場景、新應用又反哺了技術創(chuàng)新。

近年來，河北省建筑科學研究院研制完成了高能效建筑用能源環(huán)境一體機等多個被動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標準、河北省被動式超低能耗居住建筑和公共建筑節(jié)能設計標準等，為被動式超低能耗建筑發(fā)展提供保障。

河北省建筑科學研究院智能與綠色建筑研究所所長介紹，目前，河北省建筑科學研究院正與其他單位合作，進行裝配式鋼結構住宅超低能耗關鍵技術研發(fā)與應用。綠色施工方式與綠色建筑節(jié)能技術的創(chuàng)新性結合，將全方位實現(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，走進河北省建筑科學研究院，路在綠中，人在景中，處處體現(xiàn)著生態(tài)之美。

依托在建筑領域節(jié)能降碳技術優(yōu)勢，今年以來，河北省建筑科學研究院積極探索基于碳價值實現(xiàn)的零碳智慧園區(qū)建設路徑，全力打造河北省首個全生命周期碳中和園區(qū)。

“實現(xiàn)零碳目標，就要做好‘加減法’，在園區(qū)內(nèi)部達到碳排放與碳消納的自我平衡。”劉少亮說，一方面推動能源綠色化轉型、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。

當前，河北省建筑科學研究院正積極構建綠色低碳的能源結構，確保可再生能源發(fā)電量覆蓋園區(qū)所有用電。

河北省建筑科學研究院正在籌劃建設分布式光伏系統(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;計劃建設兩臺5千瓦微風風力發(fā)電機，讓轉動的葉片“吹”來清潔能源。

綠色低碳的能源結構，更需要高效智慧的管理。“目前，園區(qū)數(shù)字化管理平臺已經(jīng)有了雛形。平臺基于物聯(lián)網(wǎng)設備實時掌握建筑用能、碳匯等數(shù)據(jù)，根據(jù)算法模型對碳數(shù)據(jù)進行分析，做到知碳、算碳、降碳，相當于為園區(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、會議預約、車位探測、道路信息引導、全方位監(jiān)控等功能于一體的智慧交通系統(tǒng)，并制定機動車碳排放監(jiān)測指標和核算方法，實時掌握碳排放數(shù)據(jù)。

“目前，零碳智慧園區(qū)建設正在加緊推進，預計2024年底全面完成。我們將持續(xù)推進零碳智慧園區(qū)標準體系建設，提高科技成果轉化應用效率，形成‘理論研究—技術開發(fā)—平臺監(jiān)控—應用示范’的全鏈條實施路徑，為建筑領域碳達峰碳中和提供可復制、可推廣的技術支撐和應用示范。”據(jù)相關負責人介紹。