如何打造零碳办公楼

根据全球建筑建设联盟 (GlobalABC)发布的《2021年全球建筑建造业现状报告》(下文简称为“报告”)。2020年,建筑业占全球终端能源消费量的36%,占与能源相关二氧化碳排放量的37%。其中,住宅直接碳排放6%,住宅间接碳排放11%,非住宅直接碳排放3%,非住宅间接碳排放7%,建筑施工过程中的碳排放占10%。

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建筑施工过程包括建筑行业材料的采集、运输和制造。如果建筑想要为将全球温度升高保持在工业化前水平以上 1.5 摄氏度做出有意义的贡献,那么限制建筑材料的排放至关重要。

建筑中的可持续材料

为了实现这一目标,传统建筑技术中的建筑材料,如木材、稻草或竹子至关重要。这些生物建筑材料在制造过程中通常消耗较少的能源,并具有通过光合作用捕获和储存碳的能力 。

友绿智库始终密切关注绿色建筑和建筑行业的发展趋势,以及这些趋势在寻求减排的相关行业中引起的反应。随着越来越多的公司将木材等天然材料宣传为公司办公室和仓库中的“新混凝土”,我们认为应当仔细研究使建筑材料成为公司净零碳排放战略一部分的机会。

净零碳办公室的兴起

在过去的二十年里,绿色建筑的使用已成为减少公司碳足迹的重要工具。现在,商务办公室采用最新的工程和建筑运营技术已经司空见惯,从能源效率、现场供暖和制冷、可再生能源到减少废物和回收利用等等。

中海企业集团深圳后海总部基地

总部基地建设过程中,中海联合华艺设计、中国建筑科学研究院等机构共同研发,从规划布局、节能减排、工业装配三个维度实践落地。

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(中海企业集团深圳后海总部基地)

前期规划:充分考虑环境因素,因势利导,为建筑的零碳策略奠定良好基础。

基于对深圳市常年气候、风向、光热条件的深度分析,从规划布局、自然通风、自然采光及围护结构等方面,最大程度降低建筑用能需求。

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“阳光是世界上最好的材料”,总部基地因地制宜地采用偏筒+中庭的布局方式,实现对均质化采光的需求,减少对人造光源的依赖。

“会呼吸的写字楼”,采用南北贯穿式的边庭,创造良好自然对流风;通过风环境和热环境测算,竖向贯通中庭的设计,全年可实现约2000小时自然通风,减少140-160吨二氧化碳的排放。

“低耗能亲自然”,节能幕墙及遮阳系统的应用,每年能够减少40%的太阳辐射量。此外,建筑打造屋顶、露台等绿色空间,实现多层次立体绿化,让处于高强度开发的城市核心区的人们拥有更多亲近自然的机会。

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节能策略:转被动为主动,通过空调系统节能、高效能源利用、节能照明、可再生能源等技术手段,最大程度降低建筑能源消耗。

“主动式空调”,选用主动式冷梁空调,实现温度、湿度独立处理控制,解决传统空调吹风感强、冷热不均、系统能耗高等痛点,同时实现系统节能约20%。

“高效能源利用”,采用高效制冷机房设计理念,通过能量分级输送、高效设备、系统优化、精密控制等策略,实现全年平均能效比6.4的目标,达到行业顶级的水平。同时,充分利用数据机房余热回收、新风全热回收等技术手段,提升系统能效。

“清洁能源”,充分利用屋面空间,设置光伏发电,为地下室空间提供照明。

工业装配:试点高标准的工业化建造,由标准化设计到工业化产品。

工业化建造是总部基地零碳策略的重要部分。幕墙设计之初就把幕墙标准化和工业化生产、装配式安装作为出发点,标准化单元板块占比72%,100%实现装配式安装。室内装修除大堂等特殊功能空间外,约60%的公区实现装配式装修交付,涵盖主要的机电设备及装修材料。

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上海建科中心科研办公楼

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该项目位于上海建科徐汇园区,总建筑面积为 6,728 m2,是以性能目标为导向的综合减碳技术体系,通过优化建筑布局、高性能围护结构等被动式设计策略,以及高效空调照明系统、变频节能电梯、能源管理平台、可再生能源利用等主动式技术,大幅提升建筑节能水平,减少运行阶段的碳排放。项目集成了十大科技示范技术,包括:环境友好和亲生命设计、高性能装配式超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)外墙体系、立面光伏模块集成技术、空气源热泵集中热水系统、小型直流储能供电系统、健康生理节律照明系统、高品质健康办公环境保障技术、海绵型绿地和节水系统、再生低碳材料景观系统、智能感知和智慧管理系统等。

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该项目获得了TUV莱茵联合BRE颁发的国内首个办公楼净零碳建筑认证。

国外零碳办公楼

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伦敦市中心的彭博新欧洲总部

国外方面,彭博的欧洲总部综合采用了能源提升、太阳能、减少废物和回收利用等技术,获得了世界上最可持续办公大楼的称号。从公司的角度来看,提高运营效率,同时关注建筑材料,是顺理成章的一步。比起同规模的办公楼,彭博新总部大楼能节约35%的能源以及73%的水资源,获得了 BREEAM的“杰出评级”。

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沃尔玛园区效果图

零售巨头沃尔玛计划到2025年,在阿肯色州本顿维尔完成新的园区。届时,这会成为美国最大的企业园区项目,同时或成为最大的重木结构园区。重型木结构在不断精进产品和技术之后,快速获得了建筑市场的认可,被广泛用于建造多层和高层的木结构建筑项目中。

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谷歌第一个重木结构办公综合体

谷歌将很快完成其第一个重木结构办公综合体。该项目预计将容纳多达1000 名员工,碳排放量将比同等的钢制项目少 96%,并获得 LEED 铂金认证。谷歌计划在未来大量使用重木结构用于建筑建造。

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微软所在的硅谷园区正在建造的木结构大楼

微软已经在其硅谷园区开设了一座使用超过2,100吨正交胶合木 (CLT) 的木结构建筑,这种木板系统预计在未来五年内的全球市场规模将超30亿美元。

绿色建筑与装配式结合

绿色建筑技术的发展趋势之一是向场外施工和预制的相结合,在这种情况下,建筑构件的规划、设计、制造和部分组装发生在最终建筑工地以外的位置。

装配式技术有助于优化材料使用并为可解构、修改和重新组装的自适应结构建模,从而减少对原始资源的需求。这为公司在规划办公楼、销售商店、仓库和工厂的长期使用方面提供了极大的灵活性,而无需考虑拆除结构。

生物建筑材料的局限

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伐木、运输和制造木制品也会排放大量二氧化碳

当谈及生物建材的可持续性,我们通常是从建材的源头开始评估。木结构的环保优势不言而喻,从材料源头看,树木可以吸收二氧化碳,一立方米木材可吸收约一吨二氧化碳;木材被加工成各种产品并被使用的过程中,一直将碳储存着,木结构自身又有很好的保温节能效果。

但是生物建筑材料有其局限性。利用它们的环境潜力需要它们来自可持续的供应链。从气候角度来看,如果在木材产品的伐木、运输和制造过程中排放大量二氧化碳,则用木材建造木制办公大楼可能会适得其反。

因此,考虑到建筑的碳足迹,许多专业人士会建议公司高层首先评估公司是否需要一座新建筑。毕竟,不建新的建筑就不会有新的碳足迹产生。这也是为什么这么多公司会考虑使用木结构来改造现有的办公室或工厂,而不是建造一座完全崭新的大楼。

生物建筑材料的未来

当被视为公司努力实现净零排放的更广泛战略的一部分时,建筑材料可以发挥关键作用。全球 450 多家公司已承诺 为到 2050 年向净零排放的过渡提供资金。

建筑材料问题也在全球范围内受到关注。在2021年 11 月的 COP26 峰会上,有130 多场活动聚焦建筑环境,建筑比以往任何时候都受到更多重视。

但是,生物建筑材料还需要更多关注。行业规范使用建筑全生命周期成本计算工具(例如 建筑全生命周期碳核算)的速度,是影响生物建筑材料推广的主要瓶颈之一。

18630643134 2 years ago
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