中德合建“碳中和”示范校园,首期落户同济
一、合作背景:中德碳中和战略的深度契合
德国经验:德国作为全球碳中和先行者,柏林自由大学、柏林工业大学等高校已制定校园碳中和目标,柏林自由大学计划2025年实现温室气体净零排放,柏林工业大学目标2030年达成。德国在建筑节能、可再生能源利用等领域的技术积累,为合作提供了技术支撑。
中国需求:中国“双碳”目标(2030年前碳达峰、2060年前碳中和)推动下,建筑领域作为能源消费和碳排放的主要领域之一,亟需低碳转型。高校作为用能大户,承担着节能减排的社会责任,同时需培养碳中和领域专业人才。
中德生态园模式:青岛中德生态园作为中德两国政府共建的可持续发展示范园区,已成功实践零碳校园建设,为同济大学项目提供了可复制的经验。
二、实践案例:同济大学的中德合作成果
零碳校园建设
技术亮点:屋顶设104块太阳能集热板(总面积156m²),采用空气源热泵辅助供热,雨水回收系统用于绿化喷灌和道路浇洒。
资源利用:实现雨水资源综合利用最大化,降低非传统水源消耗。
技术亮点:屋面保温采用300mm厚模塑聚苯板,外墙保温250mm岩棉层,配备带热回收的新风机组(热回收效率≥75%)。
节能效果:全年能耗指标29.7kWh/m²·a,年节省电耗78.5万kWh,减碳82.63吨。
技术亮点:采用被动式超低能耗设计,外墙保温材料为240mm厚岩棉板,屋面保温层300mmXPS,外窗传热系数≤0.8W/(m²·K),配备空气源热泵和31.32KW光伏发电系统。
节能效果:与现行公建节能标准相比,节能率达84.5%,年减碳65吨,光伏年发电量约35000千瓦时,减碳9.5吨。
中德生态园森林幼儿园:
中德未来城小学:
中德未来城初中:
跨学科人才培养
同济大学中德工程学院:聚焦智能制造、新能源汽车、智能建筑与“碳中和”技术领域,培养具有前瞻性交叉思维的国际化工程人才。
课程体系:融合德国“新能源应用与建筑节能”课程,探索能源与基础设施“碳中和”人才培养模式,为建筑再电气化、新能源利用等领域提供人才支撑。
升学与就业:毕业生进入慕尼黑工业大学、亚琛工业大学等德国TU9名校,或就职于西门子、博世、国家电网等国内外知名企业。
产学研合作
长三角可持续发展大学联盟:由同济大学牵头,联合复旦大学、上海交通大学等8所高校,成立400余人科技专家库,为长三角生态绿色发展建言献策。
长三角可持续发展研究院:以低碳示范社区为标准,应用“氢能社区”概念和太阳能光伏技术,编制《示范区碳达峰实施方案》《水乡客厅近零碳专项规划》,为跨省级行政区域提供近零碳规划范本。
三、合作模式创新
技术整合:结合德国被动式建筑技术(如无热桥设计、气密性门窗)与中国可再生能源利用经验(如光伏发电、空气源热泵),形成零碳校园技术体系。
人才培养:通过“3+1”进阶式国际化培养模式,学生可灵活选择海外交流机会,多数获得德国学术交流中心(DAAD)奖学金等资助。
政策支持:依托长三角一体化示范区政策,整合政府、高校、企业资源,推动碳中和技术从实验室到实际应用的转化。
四、全球示范意义
技术输出:中德合作零碳校园技术可复制至全球其他地区,为发展中国家提供低碳建筑解决方案。
人才储备:培养的国际化碳中和人才,可支撑全球能源转型和产业升级需求。
政策参考:长三角可持续发展研究院的规划成果,为跨区域碳中和政策制定提供了实践依据。
中德未来城小学的节能效果如何?
一、技术标准与认证
中德未来城小学综合楼按照德国PHI被动房标准建设,该标准是国际公认的超低能耗建筑最高标准,要求建筑物在设计与建造全程综合运用前沿技术与创新举措,实现卓越的能源效率与居住舒适度。项目已通过德国被动房研究所(PHI)认证,标志着其设计和施工达到了国际严苛标准。
二、节能技术与措施
高效外保温系统:采用高性能保温材料,减少建筑围护结构的热量传递,降低冬季供暖和夏季制冷的能耗。
高性能门窗:使用气密性、水密性、保温性、隔音性俱佳的门窗系统,有效隔绝室内外热量交换。
节能冷热源机组:采用地源热泵、空气源热泵等高效冷热源设备,提高能源利用效率。
优化热桥设计:通过无热桥穿墙套管、隔断阳台结构板等“断桥隔热技术”,衰减冷热桥效应,降低建筑能耗。
智能楼宇控制系统:集成楼宇自动化系统,实时监测和调控室内环境参数,优化设备运行状态。
电量能耗监测平台:建立能耗监测系统,对建筑用电、用水等能耗数据进行实时采集和分析,为节能管理提供依据。
高效新风热回收:采用带有热回收功能的新风系统,回收排风中的热量,预热或预冷进入室内的新风,热回收效率超过70%。
三、节能效果与数据
节能率:相比传统建筑,中德未来城小学节能率约83%,远超国家《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55105-2021中公共建筑72%的节能要求。
能耗指标:项目全年能耗指标为29.7kWh/m²·a,低于同类建筑平均水平。
电耗节省:全年节省电耗78.5万kWh,相当于减少标准煤消耗约238吨(按1kWh电耗约0.303kg标准煤计算)。
减碳效果:年减碳82.63吨,相当于种植约4591棵树(按1棵树每年吸收约18kg二氧化碳计算)的碳汇能力。
四、室内环境质量
中德未来城小学在实现高效节能的同时,也注重室内环境质量的提升:
恒温恒湿:通过高效保温系统、节能冷热源机组和智能楼宇控制系统,实现室内温度稳定在20℃-26℃,湿度控制在40%-60%。
恒氧恒洁:采用高效新风热回收系统,确保室内空气质量优良,PM2.5过滤效率超90%,有效过滤空气中的有害物质。
恒静:通过优化建筑设计和设备选型,降低室内噪音水平,营造安静舒适的学习环境。
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