《建筑碳中和概论》全书共有7 个章节,包括绪论、建筑碳中和的发展背景、碳中和发展现状及实现路径、绿色建筑可持续技术、建筑节能减碳技术、装配式建筑碳排放核算方法以及绿色建筑可持续技术案例等。本书阐述了建筑碳中和的基本概念、发展现状与方向,提出了建筑碳中和人才需求与培养路径;详细讲解了绿色电力、绿色建筑材料和绿色节能减碳等建筑可持续技术的基本原理及实现过程;从能源开采、能量利用和能源管理等方面,对建筑节能减碳技术的应用进行了综合分析;结合装配式建筑讲解碳排放核算的目的、范围及基本公式,归纳出了常用的碳排放因子,为读者进行碳排放核算提供参考;结合国内碳中和典型案例,以期加深读者对建筑可持续发展技术和节能减碳技术的理解。本书可作为土木工程、智能建造、工程管理、建筑环境与能源应用工程、建筑学、环境工程、城市设计等相关专业研究生、本科生、高职学生的课程教材,也可作为通识课程教材,亦可供建筑设计、施工、咨询、能源管理等领域的专业人员学习参考。
总书记在党的二十大报告中深刻阐述:"实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。"全球气候变化应对已成为国际共识,碳中和则是人类前所未有的自我革新壮举。"双碳"目标作为一项长期且复杂的综合性任务,将全面重塑我们的生产模式、生活方式、消费习惯及思维方式,给社会各领域带来深刻影响与巨大变革。为积极响应《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,以及《绿色低碳发展国民教育体系建设实施方案》和《加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案》等指导性文件,编写"碳中和"相关教材已成为当务之急。
本书以"碳中和"为主线,重点强调建筑领域碳中和思想与绿色发展理念,围绕"双碳"目标组织教材内容,确保知识体系的系统性。本书的编写聚焦我国碳达峰碳中和的重大战略决策,紧盯建筑行业的未来发展趋势,整合当前国内外最新的研究成果、技术创新和案例研究,确保本书内容的时效性和前瞻性。本书首先以"绿色"为中心,叙述了什么是绿色思维和绿色理念,重点突出绿色低碳发展的重要性和长远意义,并介绍了碳中和人才的需求及培养目标。接着阐述了绿色电力发电技术和绿色建筑材料,其中绿色电力发电技术介绍了光伏发电技术、风力发电技术、风光互补发电技术以及水力发电技术;绿色建筑材料主要介绍了绿色保温材料和绿色墙体材料。针对建筑节能减碳技术,介绍了化石能源(煤炭、石油、天然气)的节能减碳技术、能量利用的节能减碳技术以及综合能源服务技术;然后以装配式建筑为例介绍了碳排放的核算,包括核算目的、范围、功能单位、核算方法,并对碳排放因子进行了分析,列出装配式建筑全寿命周期的碳排放计算公式,为开展建筑碳排放核算提供了思路和借鉴。最后列举了四个国内已完工的低碳建筑案例,介绍了其所运用的绿色节能减碳技术,为后续低碳建筑的推广应用提供借鉴。
本书为新形态教材,配有"在线习题",读者可扫二维码获取,自测学习情况;教师可通过本书配有的"班级工具"创建班级对学生学习情况进行管理。
本书由西华大学霍海娥、西南交通大学刘继才以及东北财经大学宋维佳主编,西华大学秦媛媛、四川师范大学段翠娥、西华大学吕原丽任副主编。绪论、第1~2章由霍海娥编写,第3章由宋维佳编写,第4章由刘继才编写,第5章由秦媛媛编写,第6章由段翠娥编写;全书由霍海娥统一定稿。重庆大学刘贵文对全书审稿并提出审读意见。西华大学胡忠经、张弛等老师为本书的出版提供了很多宝贵意见;西华大学硕士研究生刘婷婷、周渝、刘斐彦三位同学在资料整理、文稿校核及编务协调等方面付出了辛勤劳动,在此表示感谢。
由于碳中和相关内容具有覆盖面广、战线长、技术创新迭代快等特点,鉴于编者知识、能力、视野的局限性,书中难免存在不足,恳切希望使用本书的读者批评指正,以利于修订和完善。
编者
2024年11月18日于成都
绪论 001
第1章 建筑碳中和的发展背景 003
1.1 气候变化及应对策略 003
1.1.1 工业化进程对气候环境的巨大影响 003
1.1.2 国际社会积极应对气候环境变化 005
1.2 建筑碳中和与绿色能源 008
1.2.1 我国绿色节能建筑的发展现状 008
1.2.2 绿色节能建筑设计的技术路径 009
1.2.3 可再生能源在建筑领域的应用 010
1.2.4 推动我国零能耗建筑的发展 011
第2章 碳中和发展现状及实现路径 014
2.1 碳中和的本质与绿色思维 014
2.1.1 碳达峰与碳中和的科学内涵 014
2.1.2 世界各国的碳达峰碳中和承诺 014
2.2 碳中和的发展现状 017
2.2.1 全球碳中和进展 017
2.2.2 中国碳中和发展现状 018
2.3 碳中和的实现路径和发展方向 021
2.3.1 中国的"双碳"目标策略 021
2.3.2 实现"双碳"目标的技术路径 022
2.3.3 绿色理念与公众生活 023
2.3.4 碳中和未来发展方向 024
第3章 绿色建筑可持续技术 026
3.1 绿色电力技术 026
3.1.1 光伏发电技术 026
3.1.2 风力发电技术 028
3.1.3 风光互补发电技术 031
3.1.4 水力发电技术 033
3.2 绿色建筑材料 036
3.2.1 绿色保温材料 036
3.2.2 绿色墙体材料 039
3.3 绿色节能减碳技术 042
3.3.1 严寒地区和寒冷地区 042
3.3.2 夏热冬暖地区 044
3.3.3 夏热冬冷地区 044
3.3.4 温和地区 044
3.4 固碳技术 045
3.4.1 建筑材料固碳技术 045
3.4.2 建筑结构固碳技术 046
3.4.3 固碳技术应用优势 046
3.5 碳汇技术 047
3.5.1 植被碳汇技术 047
3.5.2 土壤碳汇技术 047
3.5.3 湿地碳汇技术 048
3.5.4 海洋碳汇技术 049
3.5.5 碳汇技术应用优势 050
第4章 建筑节能减碳技术 052
4.1 概述 052
4.2 化石能源节能减碳技术 052
4.2.1 煤炭的节能减碳技术 052
4.2.2 石油的节能减碳技术 052
4.2.3 天然气的节能减碳技术 053
4.2.4 其他节能增效技术 054
4.2.5 工艺改造与节能意识 054
4.3 绿色建筑能量利用的节能减碳技术 055
4.3.1 节电技术 055
4.3.2 节水技术 057
4.3.3 节气技术 065
4.4 综合能源服务技术 066
4.4.1 综合能源服务高效利用 066
4.4.2 清洁高效利用技术 070
4.4.3 高效储能技术 072
4.4.4 能量协同传输技术 080
4.5 装配式建筑:助力建筑领域碳中和的关键力量 082
4.5.1 装配式建筑相关政策 082
4.5.2 装配式建筑体系类型 084
4.5.3 装配式建筑构件连接方式 087
4.5.4 装配式建筑与现浇建筑的对比 089
第5章 装配式建筑碳排放核算方法 091
5.1 核算目的 091
5.2 核算范围 091
?5.2.1 温室气体 091
5.2.2 系统类型 092
5.2.3 系统边界 092
5.3 功能单位 095
5.4 碳排放核算方法 096
5.5 基础数据来源 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 机械设备碳排放因子 100
5.6.4 建材运输碳排放因子 101
5.7 装配式建筑全寿命周期的碳排放计算公式 102
5.7.1 装配式建筑物化阶段的碳排放计算公式 102
5.7.2 建筑使用阶段碳排放计算公式 106
5.7.3 拆除处置阶段的碳排放计算公式 108
第6章 绿色建筑可持续技术案例 111
6.1 零碳建筑?攀枝花市城市更新-既有建筑节能升级改造近零能耗建筑及太阳能光伏发电示范项目 111
6.1.1 零碳建筑中的绿色节能减碳技术 111
6.1.2 减碳效果 116
6.2 装配整体式被动式建筑?成都某绿色建筑产业园 118
6.2.1 装配式高效节能被动围护结构和材料 118
6.2.2 被动式近零能耗建筑机电集成施工技术 120
6.2.3 节能、减碳、环保效果 122
6.3 零能耗建筑?布利特中心 123
6.3.1 零能耗建筑的绿色节能减碳技术 124
6.3.2 零能耗建筑设计经验分析 126
6.4 建筑仿生学在建筑减碳中的应用?墨尔本市政府2号办公大楼 127
6.4.1 绿色节能减碳技术 128
6.4.2 建筑仿生学节能减碳效果 138
参考文献 140