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綠色建筑，擦亮“低碳環(huán)保”新名片
發(fā)布時間：2022-08-01 08:59
【導語】全球資源供應日趨緊張、能源消耗不斷加劇，碳排放和氣候變暖等問題引起了世界各國的高度關注。國家主席習近平在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上的講話中明確了我國“碳達峰碳中和”目標愿景，力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。這為我國經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉型指明了方向。“碳達峰碳中和”是系統(tǒng)性、戰(zhàn)略性和全局性工作，覆蓋能源、工業(yè)、交通、建筑等高耗能、高排放部門。建筑業(yè)是公認的耗能大戶，也是全球碳減排的重點領域，占全球能源消費的36%、碳排放的39%。因此，在研究人類生存的可持續(xù)途徑時，各國公認綠色低碳建筑是一種新型的經(jīng)濟發(fā)展模式，是引領全球高質(zhì)量發(fā)展的模式。
仲夏時節(jié)，驕陽似火。海南省海口市國投生態(tài)環(huán)境大廈項目現(xiàn)場，呈現(xiàn)一派繁忙景象。安裝龍骨、襯板、裝飾條……施工人員正為安裝玻璃幕墻做準備。
“項目所用的建筑材料大多都可回收降解，同時屋頂光電技術也可滿足基本用電需求。”項目總包方項目經(jīng)理張兵介紹，通過有效利用新能源技術，國投生態(tài)環(huán)境大廈未來將成為“超低能耗”的綠色建筑。
從對既有建筑的綠色化改造到綠色建材，再到裝配式建筑，近年來，中國已全面實現(xiàn)新建建筑節(jié)能。住房和城鄉(xiāng)建設部最新數(shù)據(jù)顯示，截至2022年上半年，中國新建綠色建筑面積占新建建筑的比例已經(jīng)超過90%。如今，借助“淺層地熱能”等先進技術手段，中國綠色建筑實現(xiàn)跨越式增長，在擦亮“低碳環(huán)保”新名片的同時，還改變著人們的生活。
理念革新
“土壤空調(diào)”助力節(jié)能減排
節(jié)能降碳，要抓重點行業(yè)。數(shù)據(jù)顯示，全國建筑行業(yè)上下游加起來的碳排放量，占全國碳排放總量的比重超過50%。為此，在“雙碳”背景下，中國建筑業(yè)正逐步加快綠色建筑的發(fā)展步伐。
所謂綠色建筑，即是在全生命周期保持低能耗、環(huán)境友好并且健康宜居的高品質(zhì)建筑。
“之所以會突出全生命周期這個時間概念，是因為我們平常接觸到的建筑物，往往是已經(jīng)投入使用的，但建筑物在修建過程中，其實就存在較大能源損耗。”清華大學建筑學院教授朱穎心認為，綠色建筑若想更好地實現(xiàn)降碳，首先要減少全生命周期的用能需求。“例如，在設計方面，可利用自然通風和天然采光等氣候條件因地制宜，進而降低供暖、制冷、照明等方面的用能需求。”
步入湖北省武漢市國家網(wǎng)絡安全人才與創(chuàng)新基地，最惹人注意的便是造型獨特的展示中心。據(jù)了解，其采用的大跨度無柱網(wǎng)架與全玻璃幕墻結構，可有效降低照明耗能。
“萬事皆有兩面性，這種獨特造型，也帶來了傳熱系數(shù)大、室內(nèi)溫度上升快等問題。”項目設計方、中信建筑設計研究總院有限公司（以下簡稱“中信設計”）綠色建筑研究中心副主任湯小亮告訴記者，為了解決這些難題，設計師團隊專門設計出“采光頂熱聚集條件下通風散熱的自動控制系統(tǒng)”等專利技術。
記者了解到，該技術是在采光頂中部區(qū)域安設32個電動天窗，通過對屋頂區(qū)域的溫度及熱輻射強度進行感應聯(lián)動，自動調(diào)整天窗開閉，從而有效控制屋頂溫度。湯小亮說，計算機模擬實驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過優(yōu)化設計后，室溫最高相差近10攝氏度，空調(diào)節(jié)能減耗效果顯著。
與此同時，在展示中心地下，被譽為“土壤空調(diào)”的地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)則在靜悄悄地運行著。中信設計總工程師陳焰華介紹，夏季，該系統(tǒng)會將建筑物內(nèi)的余熱轉移至土壤，維持室內(nèi)26攝氏度的舒適溫度，而到了冬季，“土壤空調(diào)”又能把地下恒溫的熱量轉移到建筑物內(nèi)，為建筑物供暖，每個年度形成一個相對平衡的冷熱循環(huán)，減少直接碳排放35%以上。
“地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的最大優(yōu)勢在于可利用少量的電力實現(xiàn)冷熱量的轉移和跨季節(jié)儲存利用。”陳焰華解釋，冬季消耗1千瓦時的電力可為建筑物提供3至4千瓦時的供熱量，并能降低淺層巖土體的溫度，儲存冷量供次年夏季使用。
除了設計理念彰顯革新魄力，創(chuàng)新建造理念也是建筑業(yè)綠色發(fā)展的一大方向。
在國家會展中心（天津）項目施工初期階段，中建八局項目團隊就碰上了“硬釘子”。“當時，我們初步測算一期工程泥漿排放量接近40萬立方米，二期工程廢棄泥漿量更多，約有46萬立方米。”在接受記者采訪時，項目經(jīng)理解永飛說，短期內(nèi)如此巨大的泥漿排放會對土地造成較大程度的破壞，同時由于樁基施工需要在45天內(nèi)全部完工，泥漿外運也會花費大量時間。
面對進退兩難的處境，項目技術攻堅團隊開展“頭腦風暴”。考慮到項目部分區(qū)域地面標高仍未達到設計要求，需進行大量土方回填，技術團隊決定嘗試化“泥”為“土”，并就此開展了多輪可行性實驗。
“但第一次實驗結果并不理想，由于泥漿泌水性強，收縮比例非常大，不符合回填土的強度要求。”項目總工程師劉飛回憶，技術團隊并未灰心，而是重新研究配比選型，反復調(diào)整固化劑成分，經(jīng)過數(shù)十次實驗，終于成功研制出合適方案。“一期、二期項目產(chǎn)生的80多萬立方米泥漿全部用于場地回填，實現(xiàn)了零排放、零污染的‘變廢為寶’。”
根據(jù)《城鄉(xiāng)建設領域碳達峰實施方案》，2030年前，建筑節(jié)能、垃圾資源化利用等水平大幅提高，能源資源利用效率達到國際先進水平；用能結構和方式更加優(yōu)化，可再生能源應用更加充分；城市整體性、系統(tǒng)性、生長性增強，“城市病”問題初步解決。
技術創(chuàng)新
像“搭積木”一樣蓋房子
不僅建筑設計節(jié)能低碳，隨著裝配式建筑技術日漸成熟，建筑物的建造過程也慢慢變“綠”。
專家指出，裝配式建筑是指將建筑用構件（如樓板、墻板、樓梯等）在工廠進行標準化批量制作后，再運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，通過可靠的連接方式拼裝而成的建筑。簡單來說，裝配式建筑的施工方式實現(xiàn)了“房子是在工廠里制造的”。
“事實上，裝配式建筑不是近幾年才有的，20世紀50年代，我國就已開始嘗試走預制裝配式建筑工業(yè)化道路。”北京工業(yè)大學結構與材料工程研究所教授曹萬林介紹，當下，中國裝配式建筑正在積極探索標準化設計、工廠化生產(chǎn)和信息化管理，這都是現(xiàn)代化、工業(yè)化生產(chǎn)方式的具體表現(xiàn)。
近日，由中交三航院設計的全國首座全裝配式高樁碼頭——江蘇省連云港市徐圩港區(qū)64號—65號液體散貨泊位工程順利通過驗收。
“項目充分運用裝配式技術，預制構件總數(shù)僅為195件，與傳統(tǒng)高樁碼頭相比，預制構件總數(shù)減少80%以上，大大減少了水上預制件吊裝次數(shù)和現(xiàn)場混凝土澆筑量。”項目設計總負責人郭兆珈感慨地說。
為何會將碼頭設計成全裝配式？項目主管總工杭建忠告訴記者，工程所在地距離后方陸地區(qū)域約16公里，同時連云港地區(qū)潮差可達5米，這為傳統(tǒng)高樁碼頭混凝土水上現(xiàn)澆帶來諸多不便。
此外，若依照傳統(tǒng)高樁碼頭建設方案，水上施工人員眾多，材料堆放雜亂，船舶交通組織難度很大。為此，中交三航院首次采用一種新型全裝配式結構，主要構件均采用工廠化制造，現(xiàn)場快速拼裝，裝配率由30%提高到70%以上。
正因采用裝配式結構的模塊化施工，現(xiàn)場工作人員也成功由原先的“千人會戰(zhàn)”壓縮為十余人的“班組攻關”。“即便施工高峰期，現(xiàn)場頂多需要20至30人，工作時間較為固定。”郭兆珈對記者說，與傳統(tǒng)高樁碼頭相比，此次裝配式高樁碼頭的構件混凝土用量節(jié)約了20%，現(xiàn)場施工碳排放量降低75%。
“裝配式建筑項目就像‘搭積木’一樣蓋房子，在提高生產(chǎn)效率的同時，能夠減少污染、節(jié)約資源和降低成本。”中國建筑科學研究院高級建筑師胡家僖表示，得益于“積木”質(zhì)量過硬，裝配式建筑的現(xiàn)場集成得以順利進行。
7月18日，在中鐵八局橋梁公司成都青白江建筑工業(yè)化產(chǎn)品生產(chǎn)基地，只見工人們在完成裝模、上油、扎筋等準備工序后，輕松操作幾個按鈕，短短幾十秒，一塊混凝土疊合板便完成了澆筑。
“我們生產(chǎn)基地采用了‘智能制造平臺’，通過給所有生產(chǎn)線裝上‘大腦’，能夠同時生產(chǎn)上百種不同尺寸的PC（預制混凝土）構件。”中鐵八局建筑工業(yè)化研發(fā)中心常務副主任王江介紹，近些年，企業(yè)不斷探索智能化制造，截至目前，已實現(xiàn)鋼筋全自動化加工、產(chǎn)品自動脫模、混凝土自動澆筑等。
除此之外，“智能制造平臺”還可實現(xiàn)對PC構件繁雜生產(chǎn)流程的智慧管理。每一件PC構件的鋼筋骨架加工完成后，都會由條碼打印設備自動打印出一張條碼，進行“身份標識”。“現(xiàn)場質(zhì)檢員只需用掃碼槍輕輕一掃，即可查詢焊接工人、模型狀態(tài)等信息，確保鋼筋骨架得到全面檢查。”王江說。
同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院教授周靜敏認為，目前中國裝配式建筑發(fā)展雖然整體情況不錯，但接下來的發(fā)展過程仍會很漫長。“在‘十四五’時期，應進一步梳理貫徹標準化設計思維，讓行業(yè)內(nèi)外都能正確理解裝配式建筑的建造方法，從設計階段開始逐步實現(xiàn)一體化協(xié)同。”
中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)的《關于推動城鄉(xiāng)建設綠色發(fā)展的意見》提出，大力發(fā)展裝配式建筑，重點推動鋼結構裝配式住宅建設，不斷提升構件標準化水平，推動形成完整產(chǎn)業(yè)鏈，推動智能建造和建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展。
住房和城鄉(xiāng)建設部標準定額司相關負責人介紹，下一步，住房和城鄉(xiāng)建設部將構建標準化設計和生產(chǎn)體系，推行“少規(guī)格、多組合”的正向設計方法，推動裝配式建筑市場化、規(guī)模化發(fā)展。
城市更新
從“拆改留”到“留改拆”
推動城鄉(xiāng)建設綠色轉型，轉變“大量建設、大量消耗、大量排放”的建設方式，是實現(xiàn)城鄉(xiāng)建設領域碳達峰的重要舉措。
在建設綠色低碳城市方面，要優(yōu)化城市結構和布局，加快推進既有建筑節(jié)能改造。《城鄉(xiāng)建設領域碳達峰實施方案》提出，嚴格既有建筑拆除管理，堅持從“拆改留”到“留改拆”推動城市更新。
走進山西省太原市杏花嶺區(qū)新民東街22號，嶄新的中空塑鋼窗戶引人注目，經(jīng)過建筑節(jié)能改造后，小區(qū)環(huán)境變美了，房子好住了，居民的幸福感直線上升。
“小區(qū)從去年8月份開始改造，經(jīng)過3個多月的施工，我們住進了冬暖夏涼的節(jié)能房。”65歲的王梅是小區(qū)老住戶，她告訴記者，節(jié)能改造解決了房屋漏水透寒等問題，冬季屋內(nèi)溫度提高了5攝氏度。
“按照新標準，我們將小區(qū)外墻保溫層厚度增加一倍，為老百姓家中裝上了密封性更好的中空塑鋼窗，同時對屋面及地下室頂板都進行了保溫層設置。”改造項目相關負責人介紹，通過建筑節(jié)能改造，樓頂漏雨、沿街噪音大等問題都將得到有效解決。
新民東街22號，僅僅是太原市老舊小區(qū)改造的一個縮影。據(jù)了解，太原市既有居住建筑節(jié)能改造一期項目已于2021年11月完成，二期工程預計將于2023年底完工。日前，山西省發(fā)布的《山西省建筑節(jié)能、綠色建筑與科技標準“十四五”規(guī)劃》提出，到2025年，全省基本形成綠色、低碳、循環(huán)的建設發(fā)展方式，城鎮(zhèn)新建居住建筑、公共建筑分別執(zhí)行節(jié)能83%、72%的地方標準。
值得一提的是，在許多城市，強化建筑運營的節(jié)能提效也被視為既有建筑改造升級的重要目標之一。
位于北京市東三環(huán)亮馬橋附近的京城大廈，歷經(jīng)30年運營，基礎能耗較高，其設備設施需要計劃性更新改造。中信和業(yè)投資有限公司城市更新事業(yè)部總經(jīng)理向煒舉例說，當時大廈的暖通空調(diào)系統(tǒng)，自控化程度與調(diào)節(jié)精度不高，導致局部空間夏季制冷不足、冬季室溫過高，系統(tǒng)整體能效較低。
“2017年，在不影響樓內(nèi)客戶正常辦公的前提下，我們從安全、健康、智能等維度出發(fā)，對大廈進行了綠色改造。”向煒介紹起種種變化：制冷機組更換為高能效磁懸浮機組；燃氣鍋爐更換為空氣源熱泵；增加智能化集成平臺、綜合能源管理系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)……“2021年大廈能源費用僅為2016年的73%，二氧化碳排放量也僅為2016年的38.6%。”
專家表示，盡管既有建筑的節(jié)能改造成績喜人，但配套政策和機制還亟待完善。“當前，既有建筑綠色化改造主要還是依靠財政投入，發(fā)揮業(yè)主主觀能動性的機制仍有待完善。”廣州市城市規(guī)劃協(xié)會副會長兼秘書長黃鼎曦建議，探索建筑領域的碳排放交易，同時積極完善綠色金融支持綠色建筑政策，鼓勵政府和社會資本合作，激發(fā)建設綠色建筑的積極性。
住房和城鄉(xiāng)建設部標準定額司相關負責人介紹，下一步，住房和城鄉(xiāng)建設部將持續(xù)開展綠色建筑創(chuàng)建行動，進一步提升綠色建筑占比；推進既有建筑綠色化改造，提升建筑節(jié)能低碳水平；加強建筑運行的管理，降低建筑運行的能耗。（來源：中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部）
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