我国建筑节能低碳技术标准体系现状与发展建议
1 引 言
“双碳”行动是应对气候变暖的全球发展行动。建筑领域虽然不是能耗产碳最高的行业,但由于庞大的技术与产业联系,成为推动国家低碳转型的重要领域。“十三五”时期,建筑业推动节能降耗的技术手段层出不穷,然而技术的实际应用水平、方法与应用效果都缺乏相关参照,特别是减碳效果的考核,因此亟需通过完善建筑领域节能低碳技术标准化体系来引导行业的节能低碳发展。国外发达地区,如美国、日本、欧洲等,标准制定采用上位法规与市场机制相结合的方式,以响应市场需求为主。相比而言,我国标准体系的构建仍然需要以国家行业等指令性标准为基础,体系系统性和对市场需求的响应相对薄弱。
为深入揭示建筑节能低碳标准体系现状,本文梳理我国近三十年来建筑节能低碳相关标准,基于霍尔三维结构理论构建标准体系并分析现行标准体系的建设情况;在此基础上,结合我国双碳发展要求,提出我国建筑节能低碳技术标准体系的发展建议。
2 我国建筑节能低碳发展情况
20世纪70年代,全球范围发生能源危机,各国开始陆续推进能源节约工作计划。中国从20世纪80年代起开展建筑领域节能工作,最初界定“建筑节能”是指建筑从建造到使用全寿命周期内,在满足建筑功能的基础上,尽可能地减少建筑能耗。随着建筑节能活动开展,建筑节能的内涵在不断丰富,如图1所示。
1986年,我国出台了《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑)》JGJ 26-1986(已废止),标志着我国建筑领域正式将“降低能源损失”放入到未来技术发展规划中。1995年,《民用建筑节能设计标准》进行了第一次修订,建筑节能的内涵从“降损耗”转向“能效提升”。从此,我国建筑领域节能减排技术标准体系开始将暖通空调、照明、智控等各个专业纳入其中。
2005-2006年,《居住建筑节能设计标准》进行了第二次修订,原建设部还正式颁布了《公共建筑节能设计标准》、《绿色建筑评价标准》等,首次将“低碳”纳入到建筑节能标准体系中,此时建筑节能和减排工作开始被系统化管理。
2015-2016年间,节能技术标准又一次全面提标,同时,绿色生态、绿色建筑等相关标准内容发布,意味着中国建筑节能低碳技术发展重心转移,《“十三五”节能低碳综合工作方案》对我国建筑节能低碳工作提出了更紧迫的要求。
2020年9月,“双碳”目标的提出意味着我国建筑节能低碳发展技术层面需要进一步细化,相关标准体系需要升级优化。
根据建筑节能低碳内涵发展历程可知,建筑节能是绿色建筑和低碳发展的基础,建筑节能关注提升能效、降低能耗,以《民用建筑节能条例》为依据,具有法律强制性;而绿色低碳发展是建筑节能近年来内涵的深化补充,更关注建筑全生命期内综合性能的提升、对环境更友好的需求。低碳发展不一定会降低能耗,但可以通过使用可再生能源降低温室气体排放对气候变化的影响。
图1 建筑节能低碳内涵深化发展历程 下载原图
相应地,建筑领域节能减排标准体系也从关注建筑本体节能,逐渐衍生出关注绿色低碳的新衡量标准。虽然绿色建筑是建筑节能发展方向,但是追求建筑本体能效提升的目标需求短期内不会被完全替代。因此,在梳理既有标准体系过程中,从标准衡量内容的角度,将标准分为建筑节能标准与建筑绿色低碳标准两大类。
3 建筑节能低碳相关标准体系分析维度
3.1 标准体系分类
图2 建筑节能低碳标准体系三维结构 下载原图
标准体系构建有多种方式,国际通用习惯是将标准划分为技术标准、管理标准和工作标准。按照我国《标准化工作指南》GB/T20000.1-2014的规范,标准分类包括:1)按照标准级别划分,有国际、国家、行业、地方、团体、企业标准等;2)按照标准类别划分,有广泛适用的基础类、指导产品过程的方法类、规定产品要求适用性的产品类,以及安全卫生环境保护标准。
标准规范体系是科技发展的技术保障手段之一。从标准体系的指导性与推广性角度考虑,本文研究梳理建筑领域的节能低碳发展技术标准,以国家标准、行业标准为主要分析对象,以部委管理办法为补充。
3.2 基于霍尔三维结构的标准体系分析维度
基于霍尔三维结构理论,构建建筑节能低碳标准体系这一复杂系统,可以从时间、逻辑、知识三维结构展开,从而对既有标准体系进行更好地解析。如图2所示。
3.2.1 时间维
从建筑全寿命周期管理的角度分析,建筑物化全过程包括设计、建造、检测调试、运行与维护、改造。建筑节能低碳相关标准也可分为设计标准、技术规范与验收标准、运行维护与改造技术标准,以及各阶段的评价标准。
3.2.2 逻辑维
从标准化管理逐层深入、逐步递进的角度,建筑业技术标准体系,可以分为基础性标准、通用标准和专用标准。
节能低碳技术基础性标准主要为各种其他标准提供依据,覆盖范围广。如《民用建筑能耗标准》,成为地区用能用电限额标准的参照依据,也为建筑能效评价类标准提供参考。通用标准一般是对具体环节的指导,包括方法的优化等,如《公共建筑节能设计标准》GB50189就是一项重要的通用标准。专用标准,是通用标准更细一层的划分,是为实现建筑节能低碳通用标准的要求而对涉及的技术措施进行规范。专用标准是整个标准体系中最具有开放性特征的一类,也是随着节能技术的进步和节能要求的提高,各专业在持续参与补充调整的标准类型。
3.2.3 知识维
主要依托于建筑节能低碳技术体系的内容划分,可以分为主动技术、被动技术与可再生能源三大部分。主动技术一般指更多利用自然采光、自然通风等通风空调及照明技术;被动技术指围护结构改造等;可再生能源主要支持低碳运行,包括光伏、光热、地源热泵等新技术的应用指导。
4 建筑节能低碳相关标准体系内容分析
基于霍尔三维结构模型,结合建筑节能低碳的相关内容,本文将建筑节能低碳相关标准体系划分为两部分:建筑节能相关技术标准体系和建筑绿色低碳相关技术标准体系。对我国近三十年来涉及到建筑节能低碳领域所有标准进行汇总分析,对修订的标准,只按最新标准进行内容统计,本文总结分析了103本国家及行业标准。
4.1 建筑节能相关标准内容分析
建筑节能相关多部标准已经完成二轮、三轮修订,整个体系较为完善。建筑节能技术标准内容如表1所示。
(1)按照逻辑维分析:共有5部基本标准、25本通用标准、46本专用标准。
(2)按照过程维划分,全过程相关标准5本;设计环节相关标准39本,其中例如《太阳能供热采暖工程技术标准》《地面辐射供暖技术规程》等同时指导设计及施工验收两个环节也归纳到设计环节统计;施工与验收环节相关标准4本;运行与维护相关标准16本;检测与评价标准12本,其中《体育建筑照明设计及检测标准》同时涉及设计与检测两方面,已根据内容选择归类至设计维中不重复计算。
(3)按照知识维划分,包括整体技术范畴的标准化,通风空调、照明、供热系统、围护结构、可再生能源利用(光伏、光热、地源热泵等)等各种节能技术的指导。
针对内容分析发现,整体建筑节能技术标准范畴相对完整,以通风空调和围护结构为首的主被动技术在通用标准和专用标准层面已有较好的指导。相对而言,可再生能源的相关指导略显单薄,基本围绕太阳能利用,为应对未来“光储直柔”的建筑形态发展,需要对相关技术标准进行补充。
4.2 建筑绿色低碳相关技术标准内容分析
相对建筑节能标准,我国建筑绿色低碳相关标准的研究制定工作较晚,最早是2010年出台的《民用建筑绿色设计规范》,如表2所示。
表1 建筑节能相关标准体系汇总 下载原图
(1)按照逻辑维分析:共有2部基本标准、18本通用标准、8本专用标准(含5个试行管理办法)。
(2)按照过程维划分,全过程相关标准2本;设计环节1本,施工与验收2本,运行与维护3本,检测与评价15本。
表2 建筑绿色低碳相关标准体系汇总 下载原图
(3)目前绿色低碳技术以整体实现为主,对专项技术或特定场景的研究深度不够。
显然,建筑绿色低碳技术标准体系以分场景分类型的整体评价为切入,内容较为丰富,而涉及专业层面显然探索不够,这与“绿色低碳”还缺乏明确的核算依据有一定关系。碳相关的标准仅有一本——基础标准《建筑碳排放计算标准》GB/T 51366-2019,迫切需要深入挖掘碳延伸的技术标准体系。
5 双碳目标下建筑节能低碳相关标准体系发展建议
为实现双碳目标,在建筑节能方面的标准需要进一步提标,扩大标准设立范围;在绿色低碳方面,要为零碳技术、零碳社区、碳核查等相关领域提供一定的指导。
5.1 建筑节能标准:提标准、扩范围
目前国家普及的建筑节能设计标准针对不同气候区的要求不同,夏热冬冷和夏热冬暖地区还在按照2010年和2013年的50%节能设计执行,严寒寒冷地区刚刚提标到75%;公共建筑范畴以2015年,相当于居住建筑65%的标准执行。通过分析可知,夏热冬暖和夏热冬冷地区的标准实施已经超过8年,对标国外2030全面新建建筑零碳标准,我国也需要加快提高建筑节能设计标准。因此,建议对夏热冬冷、夏热冬暖地区居住建筑和公共建筑节能设计标准在“十四五”期间完成修订;同时将农村建筑、工业建筑尽快纳入到建筑节能管理范畴内,制订节能设计与改造技术标准。为推动新建建筑主动和被动节能技术加速应用,还应提出零碳建筑技术标准,为实现双碳目标提供指导。
5.2 加强建筑运行维护环节的质量把控
在未来建筑领域避免“大拆大建”、以“修”为主的趋势下,建筑节能主要体现在运行维护环节。为保证减碳化发展,对于建筑运行的节能效果的评价和相关节能技术的调适,都需要有更多的指导规范。目前,我国新建绿色建筑认证情况已经取消绿色建筑设计标识,只进行绿色建筑运行标识认证,也从侧面反映了建筑运行维护环节节能的重要性。未来,对建筑节能运行质量的监督把控,将是发展的重中之重。逐步开展对建筑运行能耗与碳排放监测数据的采集、计量、核查的标准规范研究制定工作,是推进建筑节能运行管理的重要抓手。
5.3 围绕建筑“碳足迹”全过程指导
随着双碳目标的提出,为配合建筑未来进入碳交易市场的需求,对建筑全过程的“碳足迹”进行监测、计算、核查变得尤为必要和迫切。目前我国建筑领域只对大型公共建筑的建筑运行能耗采集、传输、监测有相关技术指导,而从碳视角来评价指导建筑节能低碳技术发展还一片空白。2021年《零碳建筑及社区技术标准》已经启动,然而为支持“碳达峰碳中和”目标,还需要完整的标准支撑体系,因此,迫切需要从基础、方法、产品等多个维度,完善优化建筑节能低碳技术标准体系。例如,从时间维角度,可以根据“碳足迹”从碳监测、核查、计算、验证、运行管理与评价多个时间段来完善;从知识维角度,可以从照明、通风空调、可再生能源、超低能耗综合技术、零碳社区等多个技术领域和综合技术领域强化;根据不同逻辑深度,还可以以强制性标准来指导整体,以团体企业标准来丰富补充技术标准体系,从而推动我国建筑节能低碳技术发展。
5.4 注意与国际标准的接轨
一方面,欧洲国家在节能低碳领域起步较早,对于碳排放、碳交易有较好的经验积累,特别是在追踪碳足迹、为消费者提供绿色低碳消费和提供丰富的绿色产品方面,借鉴其成功经验可以提高我国低碳发展效率,如编制绿色金融标准、绿色建材标准、绿色装修标准等;另一方面,碳达峰碳中和最终要通过数据核查来证实双碳目标的兑现,与国际标准对接才有利于呈现我国节能低碳发展的效果,并作出真实客观的评价,为此,可制订与国际接轨的不同建筑类型碳定额标准等。
6 结 语
本文通过梳理我国建筑节能绿色低碳发展技术标准体系的现状,结合国家双碳发展的目标,提出建筑节能标准需提标准扩范围、加强建筑运行维护环节的质量把控、围绕建筑“碳足迹”全过程指导,以及注意与国际标准的接轨等建议。未来还需要研究提出技术标准发展体系的具体内容,更好引导行业技术发展。
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