暖通空调 ＨＶ＆ＡＣ　２０２２ 年第 ５２ 卷增刊 １ 　　　　　　　　　　 节能 　 ·２５４ · 城市更新的零碳路径探索 ——— 以零碳社区 建设模式为基础 仲家骅１☆ 　 陈晓东２　 赵春晴３　 刘晓峰１　 生晓燕４　 马 　 晴４　 张琳杰５ （ １．青岛能源热电集团有限公司，青岛； ２．青岛能源热电集团第三热力有限公司，青岛； ３．中国海洋大学，青岛； ４．公信检测（山东）有限公司，青岛； ５．青岛能源热电集团清洁能源分公司，青岛） 摘要：在“双碳”目标背景下，奥 帆 中 心 以“零 碳 社 区”为 目 标，基 于 青 岛 市 的 社 会 经 济 发 展 现 状，提出了可行的技术体系和实施方案。目前项目完成了供暖调试、海水源热泵改造、太阳 能光伏 维护等工作，已实现 ＣＯ２ 减排量 ９９０． ５５ｔ，并计划于 ２０２３ 年前实现社区碳排放 ＜２５ｋｇ／（ ｍ２ ·ａ）。 在青岛将零碳社区的建设经验进行了大范围的 推 广 ，为 城 市 更 新 提 供 了 零 碳 解 决 方 案，是 青 岛 市 建筑及能源领域实现碳中和目标的重要探索。 关键词：零碳社区；技术体系；城市更新；双碳 ０　 引言 表 １　 青岛奥帆中心建筑基本信息 议定书》到《巴黎 协 定》，世 界 各 国 一 直 都 在 协 力 应 海尔洲际酒店 建筑 面积／ｍ２ ９５　 ０００ 对。人们意识到绿色低碳发展的重要性，可持续发 国际会议中心 ５４　 ０３２ 全球 气 候 变 化 带 来 的 影 响 日 益 凸 显，从 《京 都 建筑名称 层数 主要功能 地上 １７ 层，地下 ２ 层 超五星级酒店 地上 ４ 层，地下 １ 层 会议为主的综合建筑 酒店、餐饮 展的任务变得 紧 迫 而 艰 巨。 建 筑 是 城 市 运 行 的 核 中翔航通酒店 ２６　 ０００ 地上 ６ 层，地下 １ 层 旅游集团 １１　 ８８０ 地上 １２ 层，地下 １ 层 办公 心载体，全寿命周期所产生的碳排放占全社会总碳 奥帆博物馆 ９　 ３００ 地上 ２ 层，地下 １ 层 博物馆 排放量的 ４９． ９７％ ，是 “双 碳 ”目 标 实 现 的 关 键 领 域。在我国，既有 建 筑 存 量 巨 大，达 到 ７２６ 亿 ｍ２ ， 仅运营阶段碳排放量就 达 到 ２１． ３ 亿 ｔ。 随 着 人 们 生 活 水 平 的 不 断 提 高 ，建 筑 的 能 耗 水 平 还 会 持 续 媒体中心 ７　 ９００ 地上 ２． ５ 层，地下 １ 层 办公、会议 燕岛宾馆 ７　 ２７２ 地上 ５ 层，地下 １ 层 酒店、餐饮 后勤保障中心 ７　 ０００ 地上 ３ 层，地下 １ 层 公共服务 运动员中心 ５　 ０００ 地上 ４ 层，地下 ２ 层 公共服务 宴会厅 ３　 ７５２ 地上 １ 层 会议、餐饮 增 加 ，在 保 障 社 会 经 济 发 展 需 求 的 情 况 下 ，既 有 结合奥帆中心项目 本 身 的 条 件，最 终 确 定 以 《世 界 建成区的 零 碳 更 新 是 城 市 实 现 碳 中 和 目 标 的 重 银行／全球环境基金会———中国上海低碳城市绿色 要基础。 能源计划（ Ｐ１２７０３５）》中 提 出 的 零 碳 建 筑 定 义 为 短 １　 奥帆中心零碳社区建设模式 期目 标，力 争 于 ２０２３ 年 前 实 现 社 区 碳 排 放 ＜２５ ｋｇ／（ ｍ２ ·ａ）、电 耗 ＜３４． ７ｋＷ ·ｈ／（ｍ２ ·ａ）的 目 １． １　 项目概况 奥帆中心 位 于 青 岛 市 核 心 区 域，总 用 地 面 积 标。在之后长期的建设运营过程中，通过可再生能 ４５ｈｍ２ ，总建筑面积 ２２． ７ 万 ｍ２ ，社 区 内 共 包 括 １０ 源应用技术的突破及人们节能意识的提升，不断地 栋建筑，集合了各 种 类 型 的 大 型 公 共 建 筑，包 括 会 进行技术体系升级，并持续地对社区碳排放进行跟 议、酒店、办公、博物馆、媒体中心 等（见 表 １），是 具 踪监测，以实现最终的零碳排放目标。图 １ 为青岛 有代表性的公共建筑集中区。 奥帆中心零碳社区碳排放目标分解示意图。 项目于 ２００６ 年 完 工，当 时 的 设 计 建 设 标 准 处 １． ２　 零碳技术体系 于较高水平，社区 内 集 合 应 用 了 海 水 源 热 泵、光 伏 建筑作为能源的消费终端，主要以间接形式产 发电系统、风力发电、污水源热泵等先进技术，但经 生碳排放，包括建材生产、建造施工、运行维护和拆 过十 几 年 的 运 行，设 备 能 效 降 低，能 耗 水 平 较 高。 除报废各个阶 段 能 源 消 耗 所 产 生 的 碳 排 放。 由 于 根据能耗监测数据，近 ５ 年平均耗电量为 ６６ｋＷ · 奥帆中心是既有建成区，目前的碳排放主要来自于 ／（ ｈ／（ ｍ２ ·ａ），耗热量为 ０． ３３ＧＪ ｍ２ ·ａ），均高于我 国 ＧＢ／Ｔ　 ５１１６１—２０１６《民 用 建 筑 能 耗 标 准 》中 约 束值的要求。参考国内外关于零碳的定义和标准， １９７２ 年生，硕士，高级工程师 ☆ 仲家骅，男， ２６６０００ 山东省青岛市市南区彰化路 １２ 号 ｒ ｄｑｈ＠１６３． Ｅ－ｍａ ｉ ｌ： ｃ ｏｍ ｑｄ 收稿日期： ２０２２－０４－１１ 　 节能 　　　　　　　　　　 暖通空调 ＨＶ＆ＡＣ　２０２２ 年第 ５２ 卷增刊 １ ·２５５ · 图 １　 青岛奥帆中心零碳社区碳排放目标分解示意图 两方面：第一是建 筑 使 用 过 程 中 的 碳 排 放，包 括 满 效 ，并 为 有 条 件 的 建 筑 增 设 海 水 源 热 泵 ；充 分 利 足冷热需求消耗的电力和热力所产生的碳排放、用 用社区内配套的小型污水处理 厂 所 产 生 的 余 热， 水及污水和垃圾排放所产生的碳排放；第二是社区 结合太阳 能 光 热 系 统 满 足 后 勤 保 障 中 心 的 冷 热 内交通车辆能 源 消 耗 所 产 生 的 碳 排 放。 建 筑 碳 排 需求。 放水平主要受供 给 侧 能 源 结 构、系 统 能 效、围 护 结 ３）能源系统调适优化。针对目 前 系 统运行中 构性能、用 能 用 水 方 式 和 垃 圾 分 类 回 收 水 平 的 影 存在的问题进行 优 化 提 升，包 括 系 统 调 试、优 化 运 响，交通碳排放与燃油车的使用比例关系较大 。为 行和控制策略、增加自控系统、供需精准匹配等。 了更好地降低社区内整体的碳排放水平，实践过程 ４）清洁能源过渡。采用 燃气锅 炉 作 为非集中 中从环境、经济和 社 会 系 统 综 合 运 行 的 角 度，构 建 供暖期的供热保障，同时也作为北方城市供热无煤 了以零碳 为 目 标 的 社 区 更 新 技 术 体 系 （见 图 ２）。 化转型过程中的过渡性能源，在可再生能源无法完 主要技术包括： 全替代煤炭的阶段，采用相对清洁的天然气作为热 源，保证减排目标的持续推进。 ５）智慧能源管理平台。以三维 实 景 精细建模 为基础，建成人机 交 互 展 示 系 统，以 此 为 基 础 利 用 ＢＩＭ 技术叠加建筑全寿 命周 期的 能 源数 据和碳排 放数据，建设区域能源互联网系统，实现多能互补、 实时大数据监测和可视化展示，打造智慧能源管理 控制系统，为实现和验证“碳中和”目标提供可靠有 效的技术手段、管理工具和展示平台。 能源系统是建筑、社区及城市运行过程中最主 图 ２　 青岛奥帆中心零碳社区技术体系 要的碳排放来源，在 零 碳 社 区 的 建 设 过 程 中，将 能 １）光 储 直 柔。 充 分 利 用 社 区 内 原 有 光 伏 设 源系统作为最 主 要 的 改 造 对 象。 以 详 尽 的 能 源 诊 备，并尽可能地增 加 光 伏 铺 设 面 积，部 分 光 伏 电 用 断为基础，因地制宜地提出以碳排放指标为核心的 于电动车充电，同时将其作为移动的储能和调峰设 能源系 统 改 造 技 术 方 案 （见 图 ３），从 零 碳 供 暖、设 备；选择照明、办公 等 较 易 实 现 直 流 配 电 的 设 备 进 备能效提升、降低 用 电 和 可 再 生 能 源 四 方 面 入 手， 行改造，实现光伏电的直发直用。 提出针对性强、可实施性高的技术措施。以精准掌 ２）热 泵 技 术 。 提 升 原 海 水 源 热 泵 机 组 的 能 握社区能源需求为首要任务，通过提升常规能源转 ·２５６ · 　 暖通空调 ＨＶ＆ＡＣ　２０２２ 年第 ５２ 卷增刊 １ 　　　　　　　　　　 节能 　 换及输配效率实现供需的精准匹配，再结合供给侧 准协同，从而推动整个社区以零碳为目标的更新改 能源结构的优化和调整，实现区域可再生能源的精 造进程。 图 ３　 零碳能源系统技术解决方案 　　 对于既有建成区，能源系统的低碳改造是实现 零碳目标最重要的基础，一方面需要提高系统本身 科技馆 ，进行零碳知识的科普宣传，倡导低碳生活， 的设备和运维管理效率，不断增加可再生能源技术 通过零碳意识的提高进一步降低社区内的碳排放 。 的应用比例，优化 供 给 侧 能 源 结 构；另 一 方 面 建 筑 持续的零碳科研活 动 是 保 证 项 目 质 量 和 目 标 实 现 本身的节能减排作用也很关键，从需求侧降低能源 的重要基础，奥帆中心零碳社区的建设获得了能源 消耗，具体技术包 括 围 护 结 构 性 能 提 升、绿 色 照 明 基金会、联合国开 发 署、全 球 环 境 基 金 等 国 际 机 构 等，同时还 应 注 重 建 筑 全 寿 命 周 期 的 绿 色 低 碳 管 的大力支持，并积极参与国家零碳社区的标准编制 理，在改造过程中 秉 承 绿 色 施 工 理 念，综 合 利 用 各 工作，在实践中通过科研活动不断完善零碳技术体 项节水、节能和节材技术措施。 系，为零碳社区的建设推广提供参考性高的可复制 燃油机动车是移动式碳源，在一定区域内降低 其碳排放的最佳方式是提高电动车的应用比例，通 过完善的基础设施建设及公交系统的合理规划，引 建立节能、节水、垃圾分类等低碳行为的奖罚制度， 性经验。 １． ３　 实施进展与成效 项目于 ２０２０ 年 １２ 月份进入实施阶段，目前已 导和鼓励低碳出行方式。奥帆 中 心 是 ５Ａ 级 景 区， 经完成了供热系 统 调 试、海 水 源 热 泵 改 造、太 阳 能 每年客流 量 巨 大，为 了 降 低 因 此 产 生 的