建筑及建筑环境

建筑物要为36%的二氧化碳负责2欧盟40%的能源消耗。因此,我们应该着眼于建筑和基础设施的整个生命周期,不断推动减排。事实上,用水泥和混凝土建造的建筑可以进一步节省二氧化碳2在他们的一生。

为了在2050年前实现《巴黎协定》中设定的2°C的目标,整个建筑行业需要实现完全的碳中和。全球建筑与建设联盟确定了几个可以实现这一目标的杠杆,包括:近零能耗建筑(nzeb)、深度翻新、更好的建筑管理和低碳能源生产。水泥和混凝土在其中扮演着非常重要的角色。

高效加热和冷却的混凝土

传统建筑使用150-200 kWh/m2/年。相比之下,今天的混凝土建筑,由于热质量,持久的气密性和其他措施,可以设计使用50千瓦时/平方米/年或更少1.“热质量”指的是混凝土在每日循环中储存和释放能量的独特能力,从而减少供暖和制冷的能量,使室内空间更加舒适。热活化混凝土通过嵌入在混凝土中的管道进行加热或冷却,进一步增强了热质量效应。尽管热质量的好处因建筑类型和所处位置的不同而不同,但它可以节省5%的采暖和20%的制冷。在热活化混凝土的情况下,几乎可以节省两倍的能源。

随着欧洲通过使用可再生能源来降低电力供应的碳含量,随着建筑物越来越多地使用高效的电力驱动热泵而不是天然气来供热和制冷,混凝土提供了利用这种低碳能源的最佳方式。这是因为,除了使建筑更节能外,混凝土建筑的热质量可以用来存储能源,更好地匹配波动的可再生能源需求。这就是所谓的“需求响应”。

具体倡议的一项研究2表明,建筑物的热质量提供的灵活性可能会导致重大的储蓄在电网的水平(例如减少过剩产能需要覆盖需求的峰值50%)和个人层面的建筑,与可再生能源的高普及率和有限公司2减少排放(高达25%的CO2储蓄/结构)。

混凝土结构经久耐用

在对现有建筑进行改造时,混凝土是首选的材料。由于其耐久性,混凝土结构可以持续几个更新周期,而不需要重建。尽管如此,值得记住的是,全面更新建筑存量以使其更节能还包括重建——从经济、能源效率和社会角度来看,在许多情况下重建都是更好的选择。

智能混凝土

最后一个杠杆,“更好的建筑管理”包括用户行为和自动化和控制。就像上面的例子一样,通过热活化混凝土“智能”(自动)控制加热和冷却,并与智能电网通信,是管理供求和充分利用所有可再生能源的最佳方式之一。

生产可再生能源和低二氧化碳的混凝土2运输解决方案

全寿命CO的描述2上述混凝土建筑的节约也可以应用于基础设施的使用,再次感谢其耐久性和弹性。混凝土桥梁和隧道减少了车辆的排放,而CO2——没有混凝土,水坝和风力发电场等节约可再生能源的基础设施是不可能的。

创新的具体解决方案

如果建筑部门要实现碳中和,建筑和建筑环境使用的技术和创新需要发挥重要作用。这就是为什么除了上文所述的减少生命周期排放的更传统的贡献之外,水泥和混凝土部门继续创新以增加生命周期CO2储蓄。

例如,与欧洲其他行业和服务业一样,建筑业有望通过数字化进行转型。从工业化生产和3D打印带来的更高精度,到芯片集成带来的供应链优化,建筑业的碳排放将进一步下降。

此外,当考虑到建筑的生命,建筑师也创新开发设计,允许更大的模块化建设。这意味着建筑可以在其整个生命周期中适应新的用途。因此,建筑元素,甚至整个建筑,都可以模块化和可重用。减少所需材料数量、减少浪费和提高材料效率的解决方案的使用有望增加。混凝土被证明是为此目的所选择的材料。

  • 奥地利的几个试点项目已经证明了使用混凝土储存可再生能源产生的过剩能源的有效性,从而充分利用可再生能源高峰,使建筑物全年运行,几乎没有供暖成本!
  • 在芬兰Raahe Kummatti住宅区的修复中,混凝土墙板被重新使用,从而节约了36%的建筑成本。
  • 柏林附近的Mehrow住宅包括预制混凝土构件的再利用,这些构件来自使用“Plattenbau”施工技术建造的废弃建筑,用于建造新房屋。该项目降低了30%的成本,并大幅降低了建筑的CO2足迹。

政策如何起作用?

  • 通过在国家层面实施《建筑能效指令》(EPBD),持续专注于降低欧洲建筑的能源使用,包括在能效计算中计算热质量。

  • 重新审视、加强和实施旨在实现建筑环境整个生命周期(包括建筑物和基础设施应用的使用阶段和寿命结束阶段)的碳中和的建筑法规和规范。

  • 在设计集成的、智能的、脱碳的能源电网和建筑库存时,利用结构热能储存。
1热质量。CEMBUREAU(2015)的能源绩效智能方法

2重型建筑的结构热能储存-为电网提供灵活性的分析和建议(2016),由3E为CEMBUREAU提供