净零能耗建筑碳排放及减排方法研究

作     者：崔航 

作者单位：沈阳建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：冯国会

授予年度：2022年

学科分类：081302[工学-建筑设计及其理论] 08[工学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：净零能耗建筑 影响因素分析 碳排放 碳减排潜力 情景分析 

摘      要：应对气候变化是当今世界以及今后长时期内人类所面临的最严峻挑战。2020年9月22日,中国领导人在第75届联合国大会一般性辩论上提出我国2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和的目标。建筑领域对能源消费的贡献很大,和交通以及工业领域能源和碳排放量不相上下,建筑领域在节能减排方面有很大的潜力。据相关统计,2019年我国碳排放总量约为100亿t CO,建筑领域碳排放达39.8亿t CO,建筑领域产生的CO排放量约占碳排放总量的40%,是CO排放的主要来源之一。现阶段人民开始追求更加舒适便捷的美好生活,拥有这些美好生活的前提是中国的发展和社会的进步,进步和发展的同时也会带来一些负面影响,以建筑业为例我国建筑能耗和碳排放将在较长时间内保持高排放的特征。因此大力推动建筑行业节能减排,推动零能耗建筑发展对我国实现双碳目标具有重要意义。研究选取严寒地区某净零能耗示范建筑作为案例,开展了净零能耗建筑全生命周期能耗和碳排放核算,明确净零能耗建筑的能耗特征和碳排放特征;采用数值模拟方法,分别选取了建筑保温材料类型、保温材料厚度、窗户类型、窗墙比、供暖空调形式以及建筑寿命等影响因素,开展了建筑全生命周期碳排放影响因素分析;基于不同建筑类型未来发展情况,设置了四种情景,预测了净零能耗建筑的碳减排潜力,明确了净零能耗建筑对减碳的贡献。结果表明:沈阳市年累计耗冷量为34.52 k W·h/m,年累计耗热量为28.20k W·h/m;净零能耗建筑全生命周期4个阶段碳排放占比分别为51.33%、1.25%、47.3%、0.12%;与其他建筑对比发现,随着建筑节能要求提高,净零能耗建筑建材生产阶段碳排放占比越来越大;净零能耗建筑生命周期碳排放约是普通建筑的1/3,是绿色建筑的1/2左右;通过采用低碳环保材料、保温材料厚度在160～240mm之间、窗墙面积比在0.1～0.2之间、采用太阳能+地源热泵供能方式以及延长建筑使用寿命能够降低建筑全生命周期碳排放;通过情景分析得到在中速情景下,建筑行业碳达峰时间为2030年,峰值为25.73亿吨CO,预计到2060年绿色建筑和近零能耗建筑占比90%以上。研究成果为建筑行业能耗和碳排放计算提供指导,为我国建筑行业的低碳发展提供理论和政策支撑。