綠色建筑，擦亮“低碳環保”新名片
瀏覽： 發布日期：2022-08-01
【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年前實現碳達峰，努力爭取2060年前實現碳中和。這為我國經濟社會發展全面綠色轉型指明了方向。“碳達峰碳中和”是系統性、戰略性和全局性工作，覆蓋能源、工業、交通、建筑等高耗能、高排放部門。建筑業是公認的耗能大戶，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途徑時，各國公認綠色低碳建筑是一種新型的經濟發展模式，是引領全球高質量發展的模式。
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，中國已全面實現新建建筑節能。住房和城鄉建設部最新數據顯示，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，中國綠色建筑實現跨越式增長，在擦亮“低碳環保”新名片的同時，還改變著人們的生活。
理念革新
“土壤空調”助力節能減排
節能降碳，要抓重點行業。數據顯示，全國建筑行業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，中國建筑業正逐步加快綠色建筑的發展步伐。
所謂綠色建筑，即是在全生命周期保持低能耗、環境友好并且健康宜居的高品質建筑。
“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絡安全人才與創新基地，最惹人注意的便是造型獨特的展示中心。據了解，其采用的大跨度無柱網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，也帶來了傳熱系數大、室內溫度上升快等問題。”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”等專利技術。
記者了解到，該技術是在采光頂中部區域安設32個電動天窗，通過對屋頂區域的溫度及熱輻射強度進行感應聯動，自動調整天窗開閉，從而有效控制屋頂溫度。湯小亮說，計算機模擬實驗發現，經過優化設計后，室溫最高相差近10攝氏度，空調節能減耗效果顯著。
與此同時，在展示中心地下，被譽為“土壤空調”的地源熱泵空調系統則在靜悄悄地運行著。中信設計總工程師陳焰華介紹，夏季，該系統會將建筑物內的余熱轉移至土壤，維持室內26攝氏度的舒適溫度，而到了冬季，“土壤空調”又能把地下恒溫的熱量轉移到建筑物內，為建筑物供暖，每個年度形成一個相對平衡的冷熱循環，減少直接碳排放35%以上。
“地源熱泵空調系統的最大優勢在于可利用少量的電力實現冷熱量的轉移和跨季節儲存利用。”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，創新建造理念也是建筑業綠色發展的一大方向。
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，項目經理解永飛說，短期內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，反復調整固化劑成分，經過數十次實驗，終于成功研制出合適方案。“一期、二期項目產生的80多萬立方米泥漿全部用于場地回填，實現了零排放、零污染的‘變廢為寶’。”
根據《城鄉建設領域碳達峰實施方案》，2030年前，建筑節能、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化，可再生能源應用更加充分；城市整體性、系統性、生長性增強，“城市病”問題初步解決。
技術創新
像“搭積木”一樣蓋房子
不僅建筑設計節能低碳，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，再運輸到施工現場，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化道路。”北京工業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、工廠化生產和信息化管理，這都是現代化、工業化生產方式的具體表現。
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，預制構件總數僅為195件，與傳統高樁碼頭相比，預制構件總數減少80%以上，大大減少了水上預制件吊裝次數和現場混凝土澆筑量。”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域約16公里，同時連云港地區潮差可達5米，這為傳統高樁碼頭混凝土水上現澆帶來諸多不便。
此外，若依照傳統高樁碼頭建設方案，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，現場工作人員也成功由原先的“千人會戰”壓縮為十余人的“班組攻關”。“即便施工高峰期，現場頂多需要20至30人，工作時間較為固定。”郭兆珈對記者說，與傳統高樁碼頭相比，此次裝配式高樁碼頭的構件混凝土用量節約了20%，現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，在提高生產效率的同時，能夠減少污染、節約資源和降低成本。”中國建筑科學研究院高級建筑師胡家僖表示，得益于“積木”質量過硬，裝配式建筑的現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化產品生產基地，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。
“我們生產基地采用了‘智能制造平臺’，通過給所有生產線裝上‘大腦’，能夠同時生產上百種不同尺寸的PC（預制混凝土）構件。”中鐵八局建筑工業化研發中心常務副主任王江介紹，近些年，企業不斷探索智能化制造，截至目前，已實現鋼筋全自動化加工、產品自動脫模、混凝土自動澆筑等。
除此之外，“智能制造平臺”還可實現對PC構件繁雜生產流程的智慧管理。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”。“現場質檢員只需用掃碼槍輕輕一掃，即可查詢焊接工人、模型狀態等信息，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劃學院教授周靜敏認為，目前中國裝配式建筑發展雖然整體情況不錯，但接下來的發展過程仍會很漫長。“在‘十四五’時期，應進一步梳理貫徹標準化設計思維，讓行業內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一體化協同。”
中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《關于推動城鄉建設綠色發展的意見》提出，大力發展裝配式建筑，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，推動形成完整產業鏈，推動智能建造和建筑工業化協同發展。
城市更新
從“拆改留”到“留改拆”
推動城鄉建設綠色轉型，轉變“大量建設、大量消耗、大量排放”的建設方式，是實現城鄉建設領域碳達峰的重要舉措。
在建設綠色低碳城市方面，要優化城市結構和布局，加快推進既有建筑節能改造。《城鄉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新民東街22號，嶄新的中空塑鋼窗戶引人注目，經過建筑節能改造后，小區環境變美了，房子好住了，居民的幸福感直線上升。
“小區從去年8月份開始改造，經過3個多月的施工，我們住進了冬暖夏涼的節能房。”65歲的王梅是小區老住戶，她告訴記者，節能改造解決了房屋漏水透寒等問題，冬季屋內溫度提高了5攝氏度。
“按照新標準，我們將小區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改造的一個縮影。據了解，太原市既有居住建筑節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，山西省發布的《山西省建筑節能、綠色建筑與科技標準“十四五”規劃》提出，到2025年，全省基本形成綠色、低碳、循環的建設發展方式，城鎮新建居住建筑、公共建筑分別執行節能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。
位于北京市東三環亮馬橋附近的京城大廈，歷經30年運營，基礎能耗較高，其設備設施需要計劃性更新改造。中信和業投資有限公司城市更新事業部總經理向煒舉例說，當時大廈的暖通空調系統，自控化程度與調節精度不高，導致局部空間夏季制冷不足、冬季室溫過高，系統整體能效較低。
“2017年，在不影響樓內客戶正常辦公的前提下，我們從安全、健康、智能等維度出發，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、樓宇自控系統……“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，發揮業主主觀能動性的機制仍有待完善。”廣州市城市規劃協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，激發建設綠色建筑的積極性。
住房和城鄉建設部標準定額司相關負責人介紹，下一步，住房和城鄉建設部將持續開展綠色建筑創建行動，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建設部）
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