全球建筑物的能源消耗占最终能源使用量的 34% 和能源相关二氧化碳排放量的 37%,这凸显了对可持续、节能住房解决方案的迫切需求。尽管取得了重大进展,但在有效应用先进材料在建筑围护结构中以实现最佳能源效率方面仍然存在巨大差距,特别是在炎热气候下。本研究重点关注住宅部门的过度能源消耗和温室气体排放,这主要是由于隔热不足和建筑实践过时造成的。目的是系统地评估使用先进建筑围护结构材料、相变材料、气凝胶、真空绝缘板和热反射涂层进行住宅建筑能源改造的有效性、性能、经济和环境影响、改造技术和挑战。根据 PRISMA 指南,使用 Scopus 数据库进行了全面的系统审查。严格的纳入和排除标准产生了 76 项高质量研究。该分析综合了材料在不同气候条件和应用策略下的性能及其对能源效率、热舒适性、耐用性、成本效益和可持续性的影响。结果表明,先进材料具有巨大的潜力。它们可以显著改善热调节,减少供暖和制冷的能源消耗,降低二氧化碳排放量,其益处因气候和应用策略而异。挑战包括初始成本高、长期性能不确定性、实施问题和更广泛的适用性。这项研究通过全面综合最近的进展、分析经济可行性和环境影响,为利益相关者提供宝贵的见解,做出了独特的贡献。它还强调了未来研究的必要性,以解决局限性并促进可持续、节能的建筑解决方案。
建筑行业脱碳对全球可持续发展至关重要,因为该行业约占全球碳排放的40%,并且每年以2%至3%的速度持续增长[1]。随着时间的推移,通过提高设备效率、建筑围护结构性能和利用可持续资源等技术,已经取得了重大的节能里程碑。随着能源消费转型转向低碳解决方案,可再生能源利用率增加,最大限度地利用可再生能源是减少建筑碳排放的关键。然而,风能和光伏发电具有很强的波动性和间歇性。大量证据支持这样的观点,即随着可再生能源成为主导,足够的灵活性是必要的;否则,它可能会使能源使用的综合成本增加四倍,甚至引发能源不安全[2]。因此,建筑行业通过建筑负荷灵活性和集群协作来适应不稳定的能源供应,推动了建筑脱碳的进一步发展。根据国际能源署(IEA)附件 67 项目 [3],建筑能源灵活性的概念是指根据当地气候条件、用户需求和能源网络要求管理其需求和发电的能力。根据这个定义,很明显,建筑物中的几乎所有电器都可以通过储能、频率调制、人为调节和延迟启动进行不同程度的负荷调整。此外,同样重要的是要注意,不直接消耗电力的建筑组件仍然会影响能源消耗并创造能源灵活性 [4],例如建筑围护结构、外部遮阳和窗帘。建筑的能源灵活性可以在正在进行的能源转型中发挥关键作用,并在未来的能源系统中具有巨大的短期监管价值 [5]。这几乎是使实际能源生产和消耗相匹配的最经济有效的方法[6]。合理利用灵活建筑负荷,与电力系统实现良性互动,可在2030年前每年减少8000万吨二氧化碳排放[7]。图1总结了建筑能源灵活性的调控模式、来源和评价指标。
2.1.定义 - 除本条例另有明确定义外,本条例中使用的所有词语均有其惯常词典定义,只要与条例上下文不矛盾。“应”一词是强制性的。现在时态中使用的词语应包括将来时态;单数应包括复数,复数应包括单数;“建筑物”一词应包括“结构”一词。如果建筑规范或词典定义与本条例中的定义发生冲突,则以本条例中的定义为准。本条例中为定义允许用途而建立的类别源自《标准土地使用编码手册》,并根据 Piperton 市附属建筑的特殊需求进行了调整:在同一地块上具有通常附带性质并从属于主要用途或建筑物的用途或建筑物。就本条例而言,此类建筑物包括但不限于储藏棚、车间、卫星天线和垫子。小巷:仅提供通往相邻物业的次要途径且通行权宽度为三十 (30) 英尺或更少的通道。公寓:多户住宅中的一个单元,包括生活、烹饪和卫生设施。汽车存放场:用于停放和/或存放一辆或多辆被遗弃或扣押的可操作车辆的任何土地,并为此获得补偿。护堤:用土堆成的土丘,无论是天然的还是人造的,用于遮挡视线。寄宿公寓或宿舍:在预定的时间段内为两人或多人提供住宿和/或餐饮并收取报酬的建筑。缓冲带:为保护一种土地用途不受与其不相容的另一种土地用途影响而设立的一条土地带,该带经过景观美化并永久保留为开放空间用途。建筑物:为支撑、围护、遮蔽或保护人员、动物、动产或财产而设计或建造的任何结构。建筑物高度:从建筑物前线的完工坡度到屋顶线最高点的垂直距离。建筑物线 - 前、侧、后:根据本条例规定,定义前院、侧院和后院所需面积的线。这条线通常与地块线平行固定,相当于所需的院子。
建筑一体化太阳能系统:太阳能电池板和太阳能设备的组合,集成到任何建筑围护结构系统(如垂直立面、半透明天窗系统、屋顶材料或窗户上方),产生电力供现场使用。集体太阳能:由分区房主协会或类似团体集体拥有的太阳能装置。集体太阳能装置应根据发电能力进行监管,分为小规模(1 级或 2 级)或公用事业规模(3 级),如本文所定义。全州重要农田:美国农业部自然资源保护局 (NRCS) 的土壤调查地理 (SSURGO) 网络土壤调查数据库中指定为“全州重要农田”的土地,由相关州机构确定,对生产粮食、饲料、纤维、草料和油籽作物具有全州重要性。全州重要农田可能包括州法律指定用于农业的大片土地。眩光:光反射的效果,其强度以商业上合理的方式确定,足以造成烦扰、不适或任何重大方面的视觉性能和能见度损失。地面安装太阳能系统:通过杆子或其他安装系统固定在地面上的太阳能系统,与任何其他结构分离,可产生电力供现场或场外使用。缓解:使之更温和,使之不那么严重、不那么刺眼或不利;缓和。本地多年生植被:本地野花、草本植物和禾本科植物,作为传粉者的栖息地、饲料和迁徙中途站,不得包括纽约州环境保护署确定的任何禁止或管制的入侵物种。传粉昆虫:为开花植物授粉的蜜蜂、鸟类、蝙蝠和其他昆虫或野生动物,包括野生和人工饲养的昆虫。优质农田:被美国农业部自然资源保护局 (NRCS) 的土壤调查地理 (SSURGO) 网络土壤调查数据库指定为“优质农田”的土地,该土地具有生产粮食、饲料、草料、纤维和油籽作物的最佳物理和化学特性组合,也可用于这些土地用途。主要建筑物:用于进行其所在地块主要用途的建筑物。主要用途:开发和占用场地的主要目的,包括在场地上进行的活动,这些活动占活动发生的大部分时间。合格太阳能承包商/安装商:雇用或分包合格人员(安装商)来监督安装的公司。安装人员应具备与太阳能电气设备和装置的建造和操作相关的技能和知识,并接受过有关所涉及危险的安全培训。承包商须位于纽约州能源研究与发展局 (NYSERDA) 维护的合格光伏安装人员名单上,或经北美认证能源从业者委员会 (NABCEP)、保险商实验室认证为太阳能安装人员
图 1:能源强度和人均消费趋势 ...................................................................................................... 2 图 2:印度的能源效率计划 .............................................................................................................. 2 图 3:按计划/方案划分的能源节约总量(百万吨油当量)(2021-22 年) ............................................................................. 5 图 4:按经济部门划分的能源节约总量(2021-22 年) ............................................................................. 6 图 5:按经济部门划分的二氧化碳减排量(2021-22 年) ............................................................................. 7 图 6:各种能源效率措施的影响(百万吨油当量) ............................................................................................. 8 图 7:印度最新的国家自主贡献 ............................................................................................................. 9 图 8:印度经济主要部门的最终能源消耗总量 ............................................................................................. 12 图 9:印度能源效率政策和计划年表 ............................................................................................................. 13 图 10:本财年各工业部门的能源消耗2021-22 .................................. 21 图 11:PAT 框架的设计 .......................................................................................................... 23 图 12:PAT 周期 I-III 的时间表和节能目标 .............................................................................. 25 图 13:截至 PAT 周期 VII 的州级 DC 数量 ...................................................................................... 27 图 14:PAT 周期 I – 部门级节能 ...................................................................................................... 29 图 15:PAT 周期 I 的结果 ............................................................................................................. 29 图 16:PAT 周期 II 的节能目标 ................................................................................................ 30 图 17:PAT 周期 II 实现的节能 ................................................................................................ 32 图 18:节能 - 目标与实现 ............................................................................................................. 33 图 19:PAT 周期 III 实现的节能 ................................................................................................ 38 图 20:PAT 周期 III 节能 - 目标与实现........................................................................... 38 图 21:微型、小型和中型企业的定义 .............................................................................. 44 图 22:2021-22 年中小微型企业数量及城乡企业分布 ........................................ 45 图 23:BEE-GEF-UNIDO 项目的项目组成部分 ............................................................................. 50 图 24:2021-22 财年 BEE-GEF-UNIDO 方案和 BEE-SME 方案的节能和温室气体减排情况 ........................................................................................................................................................................ 52 图 25:6 个技术垂直领域创新解决方案公开奖竞赛 .......................................................................... 56 图 26:创新挑战周期 .............................................................................................................. 56 图 27:五大集群的能源和减排情况 ............................................................................................. 65 图 28:PRSF 计划的管理层级 ............................................................................................. 66 图 29:PRSF 计划的运作 ............................................................................................................. 67 图 30:PRSF 计划下的能源绩效合同模式 ............................................................................. 68 图 31:4E 计划的目标 ............................................................................................................. 69 图 32:SIDBI 的 4E 计划的好处 ................................................................................................ 70 图 33:2020-21 年印度各行业的电力消耗 ................................................................................ 84 图 34:建筑行业的计划举措 ................................................................................................ 85 图 35:ECBC 和 ENS制定和修订时间表 ................................................................................................ 86 图 36:根据 ECBC 分类的建筑类型 .............................................................................................. 88 图 37:三级能效标准 .............................................................................................................. 91 图 38:住宅空间电力需求预测 ...................................................................................................... 96 图 39:ENS 第 1 部分建筑围护结构的关键组成部分 ............................................................................. 97 图 40:ENS 第 2 部分的关键组成部分 ............................................................................................. 98 图 41:通过标签计划实现的建筑节能潜力 ............................................................................. 102 图 42:自计划启动以来的建筑类型分布 ............................................................................................. 104 图 43:能源效率标签 ............................................................................................................. 110 图 44:影响评估方法 ............................................................................................................. 114 图 45:2018-22 财年强制性电器的生产量 ................................................................................ 118 图 46:自愿性电器的生产量2018-22 财年 ...................................................... 119 图 47:2018-22 财年不同电器的产量占总产量的百分比 ........................ 123 图 48:2018-22 财年强制性和自愿性器具的节能分析 ...................................................................... 129 图 49:UJALA 计划下的节能估算方法 ...................................................................................... 135 图 50:不同州的 LED 灯分布 ...................................................................................................... 136 图 51:UJALA 计划的成果 ......................................................................................................................... 139
CAE-1 Aghayere - 黑人文化中心 Jayla Garvin、Lulu Obinwa、Abby Debebe、Daniel Ramut、Ali Mohammad Dr. Abieyuwa Aghayere、Jeffery Fama 教授 在疫情开始时,校长 John Fry 曾多次讨论过德雷塞尔大学的黑人组织和学生需要学习、举办活动和建立社区的空间。目前,提供的空间只是 Rush 大楼的一层。我们决定在校园附近或校园内为德雷塞尔黑人文化中心建造一座多层建筑。黑人文化中心的主要目的是让德雷塞尔大学的黑人学生、教师和工作人员在校园内有一个可以称之为家的地方,他们可以在这里学习、学习、成长和建立黑人社区。中心的受众是校园内的黑人学生、组织、教师和工作人员,但对所有人都开放并欢迎他们。最重要的方面是确保我们尽可能多地整合黑人文化和创造力的资产,同时遵守 IBC 2018 和德雷塞尔大学建筑系统标准。 CAE-3 SEPTA-Yards 建筑设计 Joseph DiMarco、Brandon Hensyl、Christopher Kierce、Madeleine McCoskey、James Murray Dr. Abieyuwa Aghayere SEPTA Yards 建筑设计项目位于德雷塞尔和 SEPTA 地产内一块不规则形状的地块上,就在 Canaris Hall 以北(32 街以东)。该项目的目标是建造一座多功能建筑(商业和住宅),以优化德雷塞尔大学房地产和设施以及 SEPTA 员工的既定空间。拟建的建筑将悬挑在现有的 SEPTA 铁路站场上,以最大限度地利用可用空间。悬挑需要考虑结构和岩土工程,以确保最小的变形,为上抬提供支撑,并确保安全地满足建筑物的轴向需求。该项目将包括结构、机械和水资源工程师,以及整个项目期间的施工管理程序。将为建筑物的结构方面提供结构设计、负载分析和文档。岩土部分将研究深基础设计,以抵抗悬臂引起的上举力并满足建筑物的轴向荷载需求。机械设计将包括分析和选择建筑围护结构的节能隔热材料,以及 HVAC 区域的热量增益/损失计算。雨水管理方面将侧重于城市水再利用,以及绿地和可持续性的设计考虑。最后,将根据典型的施工管理技术确定项目设计和施工阶段的建筑成本和时间表。CAE-4 费城可再生能源解决方案 Olivia Szabo、Galen Steven-King、Brenda Dluhy、Lux Ezell、Cole Rooney 博士。Shannon Capps 位于南费城的费城能源解决方案 (PES) 前工厂即将重新开发。一百多年来,该工厂一直是东海岸最大的炼油厂所在地。炼油厂向土壤、地下水和空气中排放了大量有害污染物。该项目计划将该工厂改造成一个可持续、环保、以社区为中心的场所。这片占地 1,300 英亩的工厂被划分为商业物流中心、综合道路网络、休闲公园、森林公园和人工湿地。该项目还提出了工厂环境修复、气候适应和可再生能源计划。该小组设计了初步的修复系统、位置和成本,以确保该工厂在未来使用时安全。该团队还进行了雨水建模,以确保工厂的径流得到管理,而不会导致合流污水溢流或河水泛滥。可再生能源系统经过建模和设计,可为整个工厂提供清洁能源。还进行了额外的规划,在场地北部建造了一个公园,以鼓励社区参与,并创造通往森林地区的通道。为了取代这个场地上曾经存在的经济引擎,一个布局