《建筑碳中和概論》全書共有7 個章節(jié),包括緒論、建筑碳中和的發(fā)展背景、碳中和發(fā)展現(xiàn)狀及實現(xiàn)路徑、綠色建筑可持續(xù)技術、建筑節(jié)能減碳技術、裝配式建筑碳排放核算方法以及綠色建筑可持續(xù)技術案例等。本書闡述了建筑碳中和的基本概念、發(fā)展現(xiàn)狀與方向,提出了建筑碳中和人才需求與培養(yǎng)路徑;詳細講解了綠色電力、綠色建筑材料和綠色節(jié)能減碳等建筑可持續(xù)技術的基本原理及實現(xiàn)過程;從能源開采、能量利用和能源管理等方面,對建筑節(jié)能減碳技術的應用進行了綜合分析;結合裝配式建筑講解碳排放核算的目的、范圍及基本公式,歸納出了常用的碳排放因子,為讀者進行碳排放核算提供參考;結合國內碳中和典型案例,以期加深讀者對建筑可持續(xù)發(fā)展技術和節(jié)能減碳技術的理解。本書可作為土木工程、智能建造、工程管理、建筑環(huán)境與能源應用工程、建筑學、環(huán)境工程、城市設計等相關專業(yè)研究生、本科生、高職學生的課程教材,也可作為通識課程教材,亦可供建筑設計、施工、咨詢、能源管理等領域的專業(yè)人員學習參考。
總書記在黨的二十大報告中深刻闡述:"實現(xiàn)碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統(tǒng)性變革。"全球氣候變化應對已成為國際共識,碳中和則是人類前所未有的自我革新壯舉。"雙碳"目標作為一項長期且復雜的綜合性任務,將全面重塑我們的生產模式、生活方式、消費習慣及思維方式,給社會各領域帶來深刻影響與巨大變革。為積極響應《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》,以及《綠色低碳發(fā)展國民教育體系建設實施方案》和《加強碳達峰碳中和高等教育人才培養(yǎng)體系建設工作方案》等指導性文件,編寫"碳中和"相關教材已成為當務之急。
本書以"碳中和"為主線,重點強調建筑領域碳中和思想與綠色發(fā)展理念,圍繞"雙碳"目標組織教材內容,確保知識體系的系統(tǒng)性。本書的編寫聚焦我國碳達峰碳中和的重大戰(zhàn)略決策,緊盯建筑行業(yè)的未來發(fā)展趨勢,整合當前國內外最新的研究成果、技術創(chuàng)新和案例研究,確保本書內容的時效性和前瞻性。本書首先以"綠色"為中心,敘述了什么是綠色思維和綠色理念,重點突出綠色低碳發(fā)展的重要性和長遠意義,并介紹了碳中和人才的需求及培養(yǎng)目標。接著闡述了綠色電力發(fā)電技術和綠色建筑材料,其中綠色電力發(fā)電技術介紹了光伏發(fā)電技術、風力發(fā)電技術、風光互補發(fā)電技術以及水力發(fā)電技術;綠色建筑材料主要介紹了綠色保溫材料和綠色墻體材料。針對建筑節(jié)能減碳技術,介紹了化石能源(煤炭、石油、天然氣)的節(jié)能減碳技術、能量利用的節(jié)能減碳技術以及綜合能源服務技術;然后以裝配式建筑為例介紹了碳排放的核算,包括核算目的、范圍、功能單位、核算方法,并對碳排放因子進行了分析,列出裝配式建筑全壽命周期的碳排放計算公式,為開展建筑碳排放核算提供了思路和借鑒。最后列舉了四個國內已完工的低碳建筑案例,介紹了其所運用的綠色節(jié)能減碳技術,為后續(xù)低碳建筑的推廣應用提供借鑒。
本書為新形態(tài)教材,配有"在線習題",讀者可掃二維碼獲取,自測學習情況;教師可通過本書配有的"班級工具"創(chuàng)建班級對學生學習情況進行管理。
本書由西華大學霍海娥、西南交通大學劉繼才以及東北財經大學宋維佳主編,西華大學秦媛媛、四川師范大學段翠娥、西華大學呂原麗任副主編。緒論、第1~2章由霍海娥編寫,第3章由宋維佳編寫,第4章由劉繼才編寫,第5章由秦媛媛編寫,第6章由段翠娥編寫;全書由霍海娥統(tǒng)一定稿。重慶大學劉貴文對全書審稿并提出審讀意見。西華大學胡忠經、張弛等老師為本書的出版提供了很多寶貴意見;西華大學碩士研究生劉婷婷、周渝、劉斐彥三位同學在資料整理、文稿校核及編務協(xié)調等方面付出了辛勤勞動,在此表示感謝。
由于碳中和相關內容具有覆蓋面廣、戰(zhàn)線長、技術創(chuàng)新迭代快等特點,鑒于編者知識、能力、視野的局限性,書中難免存在不足,懇切希望使用本書的讀者批評指正,以利于修訂和完善。
編者
2024年11月18日于成都
緒論 001
第1章 建筑碳中和的發(fā)展背景 003
1.1 氣候變化及應對策略 003
1.1.1 工業(yè)化進程對氣候環(huán)境的巨大影響 003
1.1.2 國際社會積極應對氣候環(huán)境變化 005
1.2 建筑碳中和與綠色能源 008
1.2.1 我國綠色節(jié)能建筑的發(fā)展現(xiàn)狀 008
1.2.2 綠色節(jié)能建筑設計的技術路徑 009
1.2.3 可再生能源在建筑領域的應用 010
1.2.4 推動我國零能耗建筑的發(fā)展 011
第2章 碳中和發(fā)展現(xiàn)狀及實現(xiàn)路徑 014
2.1 碳中和的本質與綠色思維 014
2.1.1 碳達峰與碳中和的科學內涵 014
2.1.2 世界各國的碳達峰碳中和承諾 014
2.2 碳中和的發(fā)展現(xiàn)狀 017
2.2.1 全球碳中和進展 017
2.2.2 中國碳中和發(fā)展現(xiàn)狀 018
2.3 碳中和的實現(xiàn)路徑和發(fā)展方向 021
2.3.1 中國的"雙碳"目標策略 021
2.3.2 實現(xiàn)"雙碳"目標的技術路徑 022
2.3.3 綠色理念與公眾生活 023
2.3.4 碳中和未來發(fā)展方向 024
第3章 綠色建筑可持續(xù)技術 026
3.1 綠色電力技術 026
3.1.1 光伏發(fā)電技術 026
3.1.2 風力發(fā)電技術 028
3.1.3 風光互補發(fā)電技術 031
3.1.4 水力發(fā)電技術 033
3.2 綠色建筑材料 036
3.2.1 綠色保溫材料 036
3.2.2 綠色墻體材料 039
3.3 綠色節(jié)能減碳技術 042
3.3.1 嚴寒地區(qū)和寒冷地區(qū) 042
3.3.2 夏熱冬暖地區(qū) 044
3.3.3 夏熱冬冷地區(qū) 044
3.3.4 溫和地區(qū) 044
3.4 固碳技術 045
3.4.1 建筑材料固碳技術 045
3.4.2 建筑結構固碳技術 046
3.4.3 固碳技術應用優(yōu)勢 046
3.5 碳匯技術 047
3.5.1 植被碳匯技術 047
3.5.2 土壤碳匯技術 047
3.5.3 濕地碳匯技術 048
3.5.4 海洋碳匯技術 049
3.5.5 碳匯技術應用優(yōu)勢 050
第4章 建筑節(jié)能減碳技術 052
4.1 概述 052
4.2 化石能源節(jié)能減碳技術 052
4.2.1 煤炭的節(jié)能減碳技術 052
4.2.2 石油的節(jié)能減碳技術 052
4.2.3 天然氣的節(jié)能減碳技術 053
4.2.4 其他節(jié)能增效技術 054
4.2.5 工藝改造與節(jié)能意識 054
4.3 綠色建筑能量利用的節(jié)能減碳技術 055
4.3.1 節(jié)電技術 055
4.3.2 節(jié)水技術 057
4.3.3 節(jié)氣技術 065
4.4 綜合能源服務技術 066
4.4.1 綜合能源服務高效利用 066
4.4.2 清潔高效利用技術 070
4.4.3 高效儲能技術 072
4.4.4 能量協(xié)同傳輸技術 080
4.5 裝配式建筑:助力建筑領域碳中和的關鍵力量 082
4.5.1 裝配式建筑相關政策 082
4.5.2 裝配式建筑體系類型 084
4.5.3 裝配式建筑構件連接方式 087
4.5.4 裝配式建筑與現(xiàn)澆建筑的對比 089
第5章 裝配式建筑碳排放核算方法 091
5.1 核算目的 091
5.2 核算范圍 091
?5.2.1 溫室氣體 091
5.2.2 系統(tǒng)類型 092
5.2.3 系統(tǒng)邊界 092
5.3 功能單位 095
5.4 碳排放核算方法 096
5.5 基礎數據來源 097
5.6 碳排放因子分析 097
5.6.1 能源碳排放因子 098
5.6.2 建材碳排放因子 099
5.6.3 機械設備碳排放因子 100
5.6.4 建材運輸碳排放因子 101
5.7 裝配式建筑全壽命周期的碳排放計算公式 102
5.7.1 裝配式建筑物化階段的碳排放計算公式 102
5.7.2 建筑使用階段碳排放計算公式 106
5.7.3 拆除處置階段的碳排放計算公式 108
第6章 綠色建筑可持續(xù)技術案例 111
6.1 零碳建筑?攀枝花市城市更新-既有建筑節(jié)能升級改造近零能耗建筑及太陽能光伏發(fā)電示范項目 111
6.1.1 零碳建筑中的綠色節(jié)能減碳技術 111
6.1.2 減碳效果 116
6.2 裝配整體式被動式建筑?成都某綠色建筑產業(yè)園 118
6.2.1 裝配式高效節(jié)能被動圍護結構和材料 118
6.2.2 被動式近零能耗建筑機電集成施工技術 120
6.2.3 節(jié)能、減碳、環(huán)保效果 122
6.3 零能耗建筑?布利特中心 123
6.3.1 零能耗建筑的綠色節(jié)能減碳技術 124
6.3.2 零能耗建筑設計經驗分析 126
6.4 建筑仿生學在建筑減碳中的應用?墨爾本市政府2號辦公大樓 127
6.4.1 綠色節(jié)能減碳技術 128
6.4.2 建筑仿生學節(jié)能減碳效果 138
參考文獻 140