引言为了实现碳达峰碳中和目标，建筑行业大力推进节能措施，以提高能源资源利用效率，推动可再生能源利用，降低建筑碳排放。我国于2022年4月1日起发布实施了《建筑节能与可再生能源利用通用规范》（GB 55015—2021）[1]（以下简称《节能通用规范》）。与《公共建筑节能设计标准》（GB 50189—2015）[2]相比，《节能通用规范》的建筑主要节能水平要求明显提升，公共建筑平均设计能耗水平降低20%，碳排放水平降低40%[3]。以广东汕头某产业基地内的5#办公建筑为研究对象，对比分析被动式减碳技术（外墙及屋面保温材料、外遮阳）、主动式减碳技术（空调系统、新风热回收系统、电梯系统）以及可再生能源技术（光伏及风电系统）对建筑碳排放的影响，旨在助力建筑零碳排放运行工作。1项目概况广东汕头某产业基地内的5#办公楼的总建筑面积为7 574.85 m2，地上6层，高19.2 m，正南朝向。应用DeST能耗模拟软件对办公建筑进行建模，基于《节能通用规范》分析减碳技术体系，遵循被动减碳措施优先、主动减碳措施优化的原则，降低建筑的用能需求，充分利用可再生能源，实现建筑零碳排放运行。2减碳技术体系及碳排放计算方法2.1减碳技术体系（1）被动式减碳技术。以《节能通用规范》为研究基准，通过改变外墙及屋面保温材料、外遮阳尺寸分析建筑负荷变化情况。其中，外遮阳采用0.5 m、1.0 m和1.5 m共3种尺寸的固定遮阳。建筑围护结构参数如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.11.021.T001表1建筑围护结构参数围护结构基准建筑设计建筑1设计建筑2设计建筑3设计建筑4设计建筑5屋面传热系数/[W/(m2·K)]0.40.40.30.40.40.4外墙传热系数/[W/(m2·K)]1.50.81.51.51.51.5遮阳———0.5 m固定外遮阳1.0 m固定外遮阳1.5 m固定外遮阳（2）主动式减碳技术。通过提升建筑空调系统能效、设置新风热回收系统、提升电梯系统能效，分析建筑碳排放水平的变化。机电系统参数如表2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.11.021.T002表2机电系统参数项目基准建筑设计建筑多联机性能系数3.84.5新风热回收率/%—70电梯能效CA（3）可再生能源技术。建筑电力需求全部由园区内光伏及风电系统供应。光伏组件总安装功率为2 290.09 kW，垂直轴风机总装机容量为33 kW。2.2建筑能耗计算方法建筑为办公建筑，能量主要由暖通空调、通风、生活热水、照明、电梯、设备等系统消耗。可再生能源系统为建筑提供电力。暖通空调系统的能耗利用DeST能耗模拟软件计算。（1）通风系统能耗。Ev=E0×V×t (1)式中：Ev——通风系统耗电量，kWh；E0——通风系统单位风量耗功率，W/(m3/h)；V——建筑总通风量，m3/h；t——通风系统运行时间，h。（2）生活热水系统能耗。Ew=Qr/ηr-Qs/ηw (2)式中：Ew——生活热水系统的能源消耗量，kWh/a；Qr——生活热水耗热量，kWh/a；Qs——由太阳能系统提供的生活热水热量，kWh/a；ηr——生活热水输配效率，%；ηw——生活热水系统的年平均效率，%。（3）照明系统能耗。E1=pAt (3)式中：E1——照明系统的能耗，kWh/a；p——照明功率密度值，W/m2；A——房间照明面积，m2；t——房间照明时间，h。（4）电梯系统能耗。Ee=3.6PtaVW+Ustts/1 000 (4)式中：Ee——年电梯能耗，kWh/a；W——电梯额定载重量，kg；P——特定能量消耗，mWh/kgm；V——电梯速度，m/s；ta——电梯年平均运行小时数，h；Ust——电梯待机时能耗，W；ts——电梯年平均待机小时数，h。（5）设备系统能耗。Eeq=n×Pn×ε×t (5)式中：Eeq——设备系统能耗，kWh/a；n——建筑总使用人数；Pn——建筑人均设备配备功率，W/人；ε——设备系统综合使用率；t——设备系统使用时间，s。（6）可再生能源系统。Epv=IKE(1-Ks)Ap (6)式中：Epv——可再生能源光伏系统年发电量，kWh；I——电池表面的年太阳辐射照度，kWh/m2；KE——光伏电池的转化效率，%；Ks——光伏系统的损失效率，%；Ap——光伏系统光伏面板净面积，m2。2.3碳排放计算方法根据《建筑碳排放计算标准》（GB/T 51366—2019）[4]要求，建筑运行阶段的碳排放量主要由各系统能源消耗、可再生能源的能源提供和碳汇抵消组成[5-6]。单位建筑面积的总碳排放量由各类型能源量和相应碳排放因子确定。E=EEei-∑Er,i×ei+∑Erd,i×eiA (7)式中：E——建筑碳排放强度，tCO2/(m2·a)；EE——不含可再生能源发电的建筑能耗综合值，按不同能源类别分为耗电量，kWh/a、耗气量，Nm3/a、能耗标煤量，t标准煤/a；A——住宅类建筑的套内使用面积或非住宅类建筑的建筑面积；ei——第i类型能源的碳排放系数，根据《建筑碳排放计算标准》（GB/T 51366—2019）选取；Er,i——年本体产生的第i类型可再生能源发电量，kWh；Erd,i——年周边产生的第i类型可再生能源发电量，kWh。3结果与分析3.1被动减碳设计效果不同围护结构参数下建筑全年冷负荷结果如图1所示。外墙传热系数从1.5 W/(m2·K)降至0.8 W/(m2·K)时，全年累计冷负荷指标从153.15 kWh/m2升高到154.31 kWh/m2。针对广东地区的办公建筑，增加外墙保温不利于建筑自身散热；屋面增加保温材料使屋面传热系数从0.4 W/(m2·K)降至0.3 W/(m2·K)时，全年累计冷负荷指标从153.15 kWh/m2降至153.06 kWh/m2。提升围护结构保温性能对建筑负荷的影响较小。与基准建筑相比，采用0.5 m、1.0 m和1.5 m固定外遮阳这3种形式的建筑冷负荷分别降低3.71%、4.65%和5.49%。因此，结合建筑外观及节能效果，建筑外遮阳宜选择1.0 m的固定外遮阳形式。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.11.021.F001图1不同围护结构参数下建筑全年冷负荷结果3.2主动减碳设计效果办公建筑空调为多联机系统，空调系统全年耗电量如图2所示。空调系统的全年耗电量从40.30 kWh/m2降至28.23 kWh/m2，降低了30.0%。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.11.021.F002图2空调系统全年耗电量电梯系统全年耗电量如图3所示。电梯系统的全年耗电量从0.48 kWh/m2降低至0.17 kWh/m2，降低了64.6%。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.11.021.F003图3电梯系统全年耗电量3.3可再生能源利用技术效果园区内可再生能源利用技术的应用难点为电力输配系统的调度和运行。电力微网系统结构如图4所示。将光伏发电与市政电网进行并网输配，用电以园区内用户端自用为主，发电并网为辅，风机发电直供用户端使用，储存光伏发电量及市政谷电量以保证用户端峰谷用电稳定。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.11.021.F004图4电力微网系统结构根据能耗模拟结果，基准建筑的全年累计耗电量为101.42 kWh/m2，全年总碳排放量为393.57 t。设计建筑的全年累计耗电量为89.03 kWh/m2，全年总碳排放量为345.51 t，每年减碳量为48.06 t，降低12.21%。园区充分利用建筑屋面安装太阳能光伏组件，太阳能光伏总装机容量2 290.09 kW，年发电量292.81万kWh；11台H形垂直轴风机的总装机容量为33 kW，年发电量为4.95万kWh。园区每年总发电量为297.76万kWh，每年为5#办公建筑提供电量65.55万kWh，可再生能源年减碳量为345.51 t。4结语以广东汕头某产业基地内的5#办公建筑为研究对象，对比分析了被动式减碳技术、主动式减碳技术以及可再生能源技术等对建筑碳排放的影响。综合对比建筑节能改造方式，与被动式技术相比，利用主动式技术和可再生能源利用技术可以有效降低建筑总碳排放量，在广东地区建筑减碳设计中起到了示范作用。