全國首個(gè)碳中和建筑——“余村印象”
2022年12月12日,安吉“余村印象”項(xiàng)目通過中國城市科學(xué)研究會(huì)組織的碳中和建筑標(biāo)識(shí)評(píng)價(jià),根據(jù)《碳中和建筑評(píng)價(jià)導(dǎo)則》(第一版)要求,該項(xiàng)目在建筑能耗強(qiáng)度降低比例、建筑負(fù)荷調(diào)節(jié)能力、可再生能源電力替代率、綠色建材應(yīng)用比例以及綠容率方面滿足鉑金級(jí)評(píng)價(jià)要求,且建筑光伏發(fā)電量遠(yuǎn)超自身用電量,可在不依靠外部抵消措施的情形下實(shí)現(xiàn)全生命期碳中和。
作為全國首個(gè)全生命期碳中和建筑,“余村印象”項(xiàng)目將建筑從用能端變成了產(chǎn)能端,從純粹的碳排放源變成了零碳排放乃至富余綠電具備抵消能力的負(fù)碳項(xiàng)目,證明了建筑對(duì)于區(qū)域低碳、零碳發(fā)展巨大的協(xié)同潛力。
“余村印象”項(xiàng)目由余村未來圖書館和創(chuàng)意田園兩部分組成,集書籍閱覽、鄉(xiāng)村文創(chuàng)、教育研學(xué)、產(chǎn)業(yè)展陳等多個(gè)功能區(qū),并在設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)維階段均按圍繞“零碳”理念進(jìn)行。目前,項(xiàng)目已完成館內(nèi)裝修,預(yù)計(jì)年后正式啟用?!坝啻逵∠蟆表?xiàng)目由老舊廠房改造而來,在設(shè)計(jì)之初,就結(jié)合國家“雙碳目標(biāo)”和天荒坪鎮(zhèn)建設(shè)零碳鄉(xiāng)村的總體發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行規(guī)劃。
項(xiàng)目概況
該項(xiàng)目位于浙江省湖州市安吉縣余村,規(guī)劃用地面積2789m,總建筑面積1622.8m,容積率0.45,建筑密度35%,綠地率23%,主要建筑功能為圖書館和展廳,滿足綠色建筑二星級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。
全生命期碳中和聲明
經(jīng)中國建筑科學(xué)研究院有限公司量化分析,該項(xiàng)目通過建筑節(jié)能及可再生能源應(yīng)用等措施后的碳排放情況如下:
建材生產(chǎn)階段碳排放:148.86 tCO
建造階段碳排放:25.40 tCO
運(yùn)行階段碳排放:33.72 tCO/a
拆除階段碳排放:-53.35 tCO
中和前建筑運(yùn)行碳排放強(qiáng)度第一年為:-65.02kgCO/(m.a),第二年為-64.40kgCO/(m.a),第三年為-63.79kgCO/(m.a),第四年為-63.19kgCO/(m.a),第五年為-62.59kgCO/(m.a),(建筑光伏發(fā)電量超出建筑自身用電量,考慮光伏效率首年衰減2%,往后每年衰減0.5%,建筑全生命期將考慮一次光伏系統(tǒng)的更換。)
碳中和主要實(shí)施策略
· 降低能源需求:
?自然通風(fēng):對(duì)原始單層多個(gè)小空間格局進(jìn)行優(yōu)化整合,形成上下層連通的大空間,強(qiáng)化建筑內(nèi)的空氣自循環(huán),同時(shí)樓層平面布局合理,設(shè)置有對(duì)開門,能夠形成良好的“穿堂風(fēng)效應(yīng)”,對(duì)于圖書館局部通風(fēng)不暢位置,通過下沉式庭院促進(jìn)通風(fēng),展廳大空間采用低能耗吊扇等機(jī)械通風(fēng)措施,優(yōu)化過后,經(jīng)過模擬分析,圖書館過渡季二層、三層的換氣次數(shù)分別達(dá)到了33次/h、27次/h,展廳部分換氣次數(shù)分別達(dá)到了14次/h,圖書館及展廳建筑內(nèi)主要功能空間至少84%以上的面積(取春季和秋季較低面積比例)滿足換氣次數(shù)大于2次/h。
?天然采光:圖書館地下一層設(shè)施下沉式庭院,三層大玻璃面增強(qiáng)自然采光,二層、三層的采光系數(shù)分別達(dá)到了3.58%、17.98%,展廳大空間采光不利位置使用導(dǎo)光筒等,采光系數(shù)達(dá)到了7.78%,以此促進(jìn)自然采光,均高于3.30%,考慮自然采光的相關(guān)措施,采用透光性良好的玻璃和玻璃幕墻后,對(duì)室內(nèi)自然采光有明顯改善效果,主要功能房間共計(jì)85%的面積比例滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50033的要求。
?高性能圍護(hù)結(jié)構(gòu):圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能按照近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),相對(duì)于《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》(GB 55015-2021),屋面、外墻、外窗傳熱系數(shù)提高比例分別達(dá)到了55%、77.5%、40.91%。
?綠色建材:建筑主要建材使用綠色建材,包括鋼筋混凝土、砂漿、門窗玻璃、陶瓷地磚、加氣混凝土砌塊、木材、涂料等,綠色建材的應(yīng)用比例達(dá)到了75%。
?廢舊建材利用:項(xiàng)目原始功能為拉絲廠、水泥廠辦公樓,項(xiàng)目保留了原有的形體和架構(gòu),保留原有的記憶,同時(shí)也大大減少了鋼筋、混凝土、水泥等主要建材的使用,降低了項(xiàng)目鋼筋、混凝土等高能耗、高排放建材的碳排放量,經(jīng)核算,鋼筋建材碳排降低比例達(dá)到32%,混凝土碳排降低比例達(dá)到了77%,建筑材料生產(chǎn)階段減碳比例達(dá)到了54%,體現(xiàn)生態(tài)環(huán)保的理念。
?本土化建材:建筑主要材料鋼筋、混凝土、水泥、砌塊、玻璃等均采用本地化材料,建筑內(nèi)部裝修材料使用本地化特色竹模清水混凝土和木質(zhì)書架,建材的運(yùn)輸距離基本都在300公里范圍以內(nèi),建材運(yùn)輸階段材料減碳比例達(dá)到12kgCO/m,運(yùn)輸階段減碳比例達(dá)到了50%。
· 提升能源效率:
?插座系統(tǒng):選用一級(jí)能效標(biāo)識(shí)的插座設(shè)備;
?圖書館空調(diào)系統(tǒng):模塊式風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)(COP3.37/3.5),末端采用風(fēng)機(jī)盤管+集中新風(fēng)系統(tǒng);
?展廳空調(diào)系統(tǒng):多聯(lián)機(jī)IPLV(C)值為7.0,空調(diào)機(jī)組能效等級(jí)達(dá)到1級(jí),水泵、風(fēng)機(jī)能效達(dá)到2級(jí);
?照明系統(tǒng):全部采用高效LED節(jié)能燈具照明,各功能房間照明功率密度值達(dá)到目標(biāo)值的70%,人員感應(yīng)、照度聯(lián)動(dòng)控制等智慧照明系統(tǒng)。
建筑運(yùn)行能耗相對(duì)于國家現(xiàn)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),降低比例達(dá)到41.75%。
· 可再生能源應(yīng)用:
?光伏系統(tǒng)發(fā)電:在屋頂滿鋪碲化鎘光伏板,共605平方米,年光伏發(fā)電量為118755.25kWh。
?光儲(chǔ)直柔系統(tǒng):配置磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)柔性調(diào)節(jié),將光伏發(fā)電量就地儲(chǔ)存,余電村莊共享。建筑每日耗電176.12kWh,按照年光伏發(fā)電量平均值來考慮,光伏日產(chǎn)電約325.36kWh,儲(chǔ)能電池儲(chǔ)能256kWh,可實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目100%的建筑負(fù)荷調(diào)節(jié)能力。
?光儲(chǔ)直柔智慧管理系統(tǒng):對(duì)光伏發(fā)電量、設(shè)備用電量以及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測與調(diào)控,異常報(bào)警,確保建筑供電用電能夠穩(wěn)定、高效運(yùn)行。圖書館地下一層設(shè)置有零碳設(shè)備間主要控制設(shè)備,可視化大屏置于展覽廳一樓大廳,便于對(duì)圖書館及展廳的能源運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測與掌握。
· 景觀碳匯:
場地邊界內(nèi)用地面積為2789m,由于“余村印象”作為余村對(duì)外展示的窗口,考慮到后期場地內(nèi)游客參觀、以及舉辦活動(dòng)等方面的需求,因此休憩場地、廣場的面積多一些,因此,邊界內(nèi)仍設(shè)置有一定量的綠化,綠化面積為630.31m,綠容率達(dá)到1.1,按照喬灌草復(fù)層綠化的理念,設(shè)置高固碳植物,增加植物碳匯,種植有喬木10顆、灌木333m,以及草地1294.2m,構(gòu)成變化適中、層次豐富的林冠線。