零碳建筑施工中可再生能源利用模式与实现路径

一、引言

在全球应对气候变化、推动可持续发展的大背景下，建筑行业作为能源消耗与碳排放的重要领域，面临着向绿色低碳转型的紧迫任务。零碳建筑旨在建筑全生命周期内实现碳排放量为零或趋近于零，成为建筑行业可持续发展的重要方向。施工阶段作为建筑全生命周期的关键环节，其能源消耗与碳排放占比不容忽视。可再生能源具有清洁、可持续的特点，将其合理应用于零碳建筑施工中，对于降低施工阶段碳排放、推动零碳建筑目标实现具有重要意义。因此，深入研究零碳建筑施工中可再生能源利用模式与实现路径，具有重要的理论价值与现实意义。

二、零碳建筑施工中可再生能源利用的重要性

1、应对气候变化与能源危机

传统建筑施工大量依赖煤炭、石油等化石能源，产生大量二氧化碳等温室气体排放，加剧全球气候变暖。可再生能源的利用能够有效减少化石能源消耗，降低碳排放，助力全球应对气候变化。同时，随着化石能源储量的不断减少，能源危机日益严峻，开发利用可再生能源有助于保障建筑施工的能源供应安全，实现能源的可持续利用。

2、推动建筑行业绿色转型

零碳建筑是建筑行业绿色低碳发展的必然趋势，可再生能源在建筑施工中的应用是实现零碳建筑的关键举措。通过采用可再生能源利用模式，能够提升建筑施工的绿色化水平，推动建筑行业从传统高能耗、高污染模式向绿色低碳模式转型，促进建筑行业的可持续发展。

3、降低建筑全生命周期成本

虽然可再生能源利用设备初期投资成本较高，但从长期来看，可再生能源无需支付燃料费用，且随着技术进步，设备成本逐渐降低，运行维护成本也相对较低。因此，在零碳建筑施工中利用可再生能源，能够降低建筑全生命周期成本，提高建筑项目的经济效益。

三、零碳建筑施工中可再生能源利用模式

1、太阳能利用模式

在建筑施工场地安装太阳能光伏板，将太阳能转化为电能，为施工设备、照明等提供电力支持。例如，在施工现场设置大型光伏阵列，通过储能装置将多余电能储存起来，供夜间或阴天时使用。此外，还可采用分布式光伏发电系统，将光伏板安装在施工临时建筑屋顶等部位，实现就近供电，减少输电损耗。利用太阳能集热器收集太阳能，将其转化为热能，用于提供施工生活热水、混凝土养护等。在冬季施工中，太阳能光热系统可为混凝土搅拌提供热水，提高混凝土早期强度，保障施工质量；同时，为施工人员提供热水，改善施工生活条件。

2、风能利用模式

在风力资源丰富的地区，可在施工现场安装小型风力发电机，将风能转化为电能。风力发电具有间歇性特点，可与太阳能光伏发电、储能系统相结合，形成风光储互补发电系统，提高供电稳定性。例如，在沿海或高原等风力资源充足的建筑施工场地，布置多台风力发电机，与光伏板、蓄电池共同构成混合能源系统，满足施工现场多样化的电力需求。

3、地热能利用模式

通过在地下埋设换热管，利用地下浅层地热资源进行热量交换。在建筑施工中，地源热泵系统可用于供暖、制冷以及提供生活热水。夏季，将建筑内的热量传递到地下，实现制冷；冬季，从地下提取热量，为施工区域供暖。这种方式能够有效降低施工过程中的能源消耗，减少碳排放。利用地下恒温特性，通过管道系统实现与地下的热量交换，对施工区域进行温度调节。例如，在夏季高温时，将施工场地内的热空气通过管道引入地下进行冷却后再送回，降低施工环境温度，改善施工人员作业条件。

4、生物质能利用模式

在建筑施工过程中，会产生大量的废弃木材、秸秆等生物质废弃物。通过生物质气化、燃烧等技术，将这些废弃物转化为热能或电能。例如，采用生物质气化炉将废弃木材转化为可燃气体，用于施工场地的供热、烹饪等；或者利用生物质发电设备，将生物质废弃物燃烧产生的热能转化为

电能，为施工现场提供部分电力。

四、零碳建筑施工中可再生能源利用的实现路径

1、技术创新与研发

加大对可再生能源利用技术的研发投入，鼓励科研机构、企业开展技术创新。例如，研发高效的太阳能光伏材料与组件，提高太阳能转化效率；改进风力发电机设计，提升风能利用效率；优化地源热泵系统，降低设备成本与运行能耗。同时，加强可再生能源与建筑施工技术的融合研究，开发适合建筑施工场景的可再生能源利用设备与系统。

2、政策支持与引导

政府应制定完善的政策法规，鼓励和支持零碳建筑施工中可再生能源的利用。例如，出台财政补贴政策，对采用可再生能源利用模式的建筑施工项目给予资金补贴；实施税收优惠政策，减免可再生能源利用设备购置与安装的相关税费；建立绿色建筑评价体系，将可再生能源利用情况纳入评价指标，引导建筑企业积极采用可再生能源。

3、经济激励与市场机制

建立合理的能源价格机制，提高化石能源价格，降低可再生能源利用成本，增强可再生能源在建筑施工能源市场中的竞争力。发展绿色金融，为可再生能源利用项目提供低息贷款、融资担保等金融服务，解决项目初期资金投入大的问题。同时，培育可再生能源服务市场，鼓励专业能源服务公司参与建筑施工可再生能源利用项目的投资、建设与运营。

4、人才培养与宣传教育

加强建筑行业可再生能源利用相关专业人才培养，在高校和职业院校开设相关课程，培养具备可再生能源知识与技能的专业人才。同时，开展面向建筑企业管理人员、施工人员的培训，提高其对可再生能源利用的认识与操作能力。此外，通过媒体宣传、科普活动等方式，提高公众对零碳建筑与可再生能源利用的认知度与接受度，营造良好的社会氛围。

五、工程案例分析

1、案例概况

某零碳住宅小区建设项目，位于太阳能与风能资源丰富地区。项目在施工过程中，积极采用可再生能源利用模式，以降低施工阶段碳排放，实现零碳建筑施工目标。

2、可再生能源利用模式与实施

在太阳能利用方面，在施工现场临时建筑屋顶和空旷场地安装太阳能光伏板，总装机容量达 50kW，所发电力用于施工现场照明、小型电动工具等设备供电；同时，安装太阳能热水系统，满足施工人员生活热水需求。风能利用上，布置 3 台 5kW 的小型风力发电机，与太阳能光伏发电系统、蓄电池构成风光储互补发电系统，为施工现场大型施工设备提供电力支持。地热能利用采用地源热泵系统，为施工临时办公与生活区域提供供暖与制冷服务。

3、应用效果

通过可再生能源利用模式的应用，该项目施工阶段化石能源消耗减少了 60% ，二氧化碳排放量降低约 50 吨。同时，降低了施工成本，提高了施工效率，为零碳建筑的建设奠定了良好基础，也为类似项目提供了可借鉴的经验。

六、结论

零碳建筑施工中可再生能源利用具有重要意义，通过太阳能、风能、地热能、生物质能等多种利用模式，结合技术创新、政策支持、经济激励、人才培养等实现路径，能够有效降低建筑施工碳排放，推动零碳建筑目标的实现。实际工程案例表明，合理的可再生能源利用模式与实现路径在零碳建筑施工中具有显著的应用效果。

参考文献：

[1]叶敏.基于可再生能源的建筑电气系统设计与施工研究[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(18):16-18.

[2]杨乐.浅析可再生能源在建筑设计中的利用路径[J].地产,2019,(22):38.