English中文

新闻动态
CEMF案例分享|青岛中德生态园标准先行和被动房设计助力打造全方位低碳绿色园区
2023年05月17日 文章来源:本站  阅读  

 工业部门是我国二氧化碳排放的主要领域之一,也是排放量最大的终端用能部门。作为实现双碳目标的重点领域,工业部门主要依靠优化升级产业结构、持续推进用能低碳和加快技术创新融合等措施实现低碳转型。同样作为终端用能部门,建筑领域虽然二氧化碳排放相对较小,也可以通过合理规划城乡建设、提升建筑节能水平、优化建筑用能结构和推广低碳前沿技术等举措加快推进城乡建设的绿色低碳转型。同时,工业部门的绿色和低碳转型也能够通过减少空气、水和土壤污染物排放,助力污染防治工作,并有助于保护和修复自然生态系统。建筑领域的低碳发展对空气和水污染的防治也有着举足轻重的作用,同时也为保障土壤安全做出一定的贡献,提升人居生态环境格局,最终赋能实现整洁良好的人居环境,提升人类系统的气候适应能力,助力美丽中国目标的实现。

 

本文以青岛中德生态园生态标准体系建立和被动房设计应用的实践为例,探索了如何通过标准体系的建立和采取建筑领域低碳转型措施来有效帮助工业园区协同实现2035美丽中国建设目标中环境质量与健康、生态保护与修复和应对气候变化这三个维度的目标。

图1: 青岛中德生态园

 

青岛中德生态园(国际经济合作区)位于青岛西海岸新区,是青岛的重点功能区之一,园区现有中德生态园和中日(青岛)地方发展合作示范区等多个国家级合作平台,承担建设青岛与德国、日本“国际客厅”的职能。山东自贸区青岛片区约有12.8平方公里位于园区。经山东省和青岛市委、市政府批准,中德生态园管委为市政府的派出机构,由西海岸经济新区管委代管。

 

中德生态园于2010年7月在中德两国总理的见证下签约,2011年12月开工奠基,2013年7月启动建设。秉承“田园环境、绿色发展、美好生活”的发展理念,到2021年底累计实现20家世界500强项目、3000多家国内外企业在园区内落户发展,形成智能制造、生命健康、高端装备制造等多个引领性产业体系。以高标准要求引领生态建设发展,对标联合国2030发展目标,首个功能区生态指标2030体系已经通过专家评审,纳入商务部制定的《国家级经济技术开发区国际合作生态园工作参考指南》,发布全球首个自贸区绿色指标体系,园区还获得亚洲首个德国DGNB区域认证。

 

中德生态园坚持以标准立园,做到标准先行。在园区建设之初,率先借鉴德国莱茵模式和DGNB可持续建筑经验,编制以生态保护为导向的40项内容的指标体系1.0,其中6项指标为该园首次提出。40项内容的指标体系涵盖了能源、水资源、土壤、空气、人居环境等多个方面,全方位为园区打造了“低碳发展,生态友好”的蓝图。

 

园区初步制定了 “2027年碳达峰,2050年碳中和”的发展目标,并在青岛中德生态园2030可持续发展指标体系中明确要求:2025年,园区单位GDP碳排放强度 ≤ 170tCO2/百万美元,园区可再生能源利用率 ≥ 20%;分布式能源供能比例≥60%。作为国家级绿色生态示范城区,在规划建设过程中,园区突出多源利用,以泛能网为平台建立区域内能源智能化管理与交易,突出太阳能、风能、地源热能、水源热能等可再生能源与燃气等清洁能源的分布式能源一体化利用,实现冷、热、电三联供。创新能源利用模式,园区遵循“高能高用、低能低用、削峰填谷互补保障”的设计思路,充分利用可再生能源和清洁能源,建立化石能源与可再生能源的循环利用系统,采用集中式与分布式、混配系统和独立系统相结合的方式,对各种能源与资源进行合理分配并优化输配系统。

 

针对水资源,青岛中德生态园2030可持续发展指标体系明确要求:2025年,单位工业增加值新鲜水耗≤6立方米/万元;地表水环境质量达标率达到100%;水资源循环利用率≥75%。在具体实践中,中德生态园从园区起步阶段就编制了水资源综合利用的相关规划和专项研究,将水资源利用和水环境保护控制指标专项规划进行控制。加强园区防洪排涝体系建设,实施河道生态防护,自然净化水质,严格保护生态空间和泄洪通道等。最大限度保留原有湿地、坑塘、河坝,并对原有湿地进行雨水利用和改造美化,结合地形及水流方向,在景观水系中设置蓄水坝体,以形成大面积水域,营造滨水景观。由此建成的山王河湿地公园、汉德D-zone和山龙河改造项目,成为园区雨水收集净化的“雨水花园”,同时还能发挥出巨大的景观效应,成为园区及周边居民休闲娱乐的好去处。在空气质量方面,青岛中德生态园2030可持续发展指标体系明确要求:2025年,好于等于二级标准的天数≥310天/年。通过借鉴国内外先进经验,从完善区域协调管理和园区内部管理两大方面,包括污染排放源的源头控制、末端管理和土地利用相关三个层面,涉及的污染源包括工商业生产、热电联供、交通、扬尘等方面,并强化大气环境治理和保护。

 

土壤安全也是园区重点关注的对象之一,青岛中德生态园2030可持续发展指标体系明确要求:2025年,土壤污染净增加量为零。首先,园区要根据规划区的自然本底特征和生态敏感性分布情况,加强生态保护与修复。其次,建立常态化、制度化的规划实施评估机制,并强化了检测机制,针对园区土壤环境因素,委托专业资质机构,自2014年起连续开展环境指标监测,共布设监测点位65个,科学确定环境承载能力,强化空间布局管控。

 

在“低碳发展,生态友好” 的蓝图下,中德生态园从2014年开始就引入了德国先进的被动房技术,深耕低碳和零碳领域的建筑技术体系建设,并且针对国内现状,探索出一条极具特色的建筑领域“双碳”发展之路。被动房与我国常规建筑相比节约率达80~90%,符合国家建筑业高质量发展的需求,是建筑业“碳达峰、碳中和”的重要解决方案之一。“被动房技术中心”项目于2015年3月开工建设,2016年9月投入使用,集合建筑本体节能提升、设备系统能效提升和可再生能源复合利用等技术手段,配置楼宇控制系统和能耗监测系统,对建筑运营进行全程把控,为全国建筑低碳技术的升级开创了先河。由于建筑本体节能措施包含了卓越的保温系统和性能良好的被动式气密性外门窗,还配以无热桥设计和围护结构高气密性,可以减少室内外空气对流引起的室温变化;且可再生能源——冷热源机组设备和空调风系统具有防冻保护功能,对于极端的高温和极冷天气具有一定的应对能力。

 

太阳能光伏发电方面,本项目2017年的发电量为34016 kWh,占全年总能耗的7%;2018年发电量为35888kWh,占全年总能耗的9%;2019年发电量为34655kWh,占全年总能耗的8%;2020年发电量为37952kWh,占全年总能耗的9%。

图2:光伏历年发电量

下图展示了被动房技术中心2016-2020年度的室内温度情况。即便在极端天气情况下(冷热源机组设备和空调风系统具有防冻保护功能),被动房中心近四年的全年室内温度维持在20~26(℃)范围内。制冷季平均温度在25℃左右,供暖季温度在22℃左右。每个功能季的室内温度的波动范围在2℃以内,能维持良好的舒适性。

 

图3:2016年10月-2020年9月室内外温度变化趋势

根据模拟结果,这个项目每年可节约一次能耗130万KWh,节约运行费用55万元。同时减少碳排放664吨,与现行的国家公共建筑节能设计标准相比,其综合节能率高达66%。截至2021年,被动房技术中心作为国家标准近零能耗建筑的示范项目已运营4年。运行管理团队运用能耗监测系统,长期对其能耗及环境参数进行采集分析,并定期对外发布能耗报告,通过制定合理的节能运行模式,确保本项目的低碳运行。2016至2020年,此项目每年单位建筑面积耗电量为30kWh/(m²a)左右,在满足高度舒适度的前提下,每年能节省电的费用约55万元,4年累计减少碳排放约1000吨。本项目推动了近零能耗建筑和超低能耗建筑在中国的示范推广,同时也促进了符合中国国情的近零能耗技术标准的逐步建立和实施。

 

随着我国经济快速增长和城市化进程加速,建筑能耗总量呈持续增长态势。2011年,我国能源消费总量348002万吨标准煤,建筑能耗为116000万吨标准煤。目前,我国95%的建筑为高能耗建筑,而被动房的最终目标是实现建筑传统能耗的减量化和气候资源利用的最大化,以最低成本创造最为舒适的建筑环境。如果按照被动房标准实现85%~90%节能目标,每年保守估计能节省约100000万吨标准煤,其中运营阶段节省约70000万吨标准煤。若以2018年青岛市住宅竣工面积1624万㎡为例,如果全部按被动房住宅标准建设,相比现行的65%节能标准,可节约用电7.5亿kWh,减少碳排放60万吨,节约能源费4.1亿元。

 

由此可见,大力推广被动房,对缓解地球温室效应、提高气候适应能力、缓解城市区域大气污染和节约社会成本有重要意义。同时,青岛中德生态园区通过高标准的生态指标体系,实现了经济、社会、资源、环境的和谐发展,并成功践行了低碳、水体洁净、空气清新、土壤安全、生态良好、人居整洁和应对气候变化的美丽中国指标。这体现了“整体规划,标准先行”的重要性,并彰显了低碳、应对气候变化、水、空气、土壤、人居环境和生态的协同发展是可以通过具有大局观的统筹而实现的。青岛中德生态园区为未来的新园区发展提供了优秀模板,而且急需转型升级的老园区亦可发掘其有可借鉴之处。

  

资料由青岛中德生态园管理委员会提供

整理撰写:CEMF项目组 薛珂洋 赵贝 李卓然