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綠色建築,擦亮“低碳環保”新名片
仲夏時(shí)節,驕陽似火。7月16日,海南省海口市國(guó)投生态環境大廈項目現場,呈現一派繁忙景象。安裝龍骨、襯闆、裝飾條……施工人員正爲安裝玻璃幕牆做準備。
“項目所用的建築材料大多都(dōu)可回收降解,同時(shí)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(guò)有效利用新能(néng)源技術,國(guó)投生态環境大廈未來將(jiāng)成(chéng)爲“超低能(néng)耗”的綠色建築。
從對(duì)既有建築的綠色化改造到綠色建材,再到裝配式建築,近年來,中國(guó)已全面(miàn)實現新建建築節能(néng)。住房和城鄉建設部最新數據顯示,截至2022年上半年,中國(guó)新建綠色建築面(miàn)積占新建建築的比例已經(jīng)超過(guò)90%。如今,借助“淺層地熱能(néng)”等先進(jìn)技術手段,中國(guó)綠色建築實現跨越式增長(cháng),在擦亮“低碳環保”新名片的同時(shí),還(hái)改變著(zhe)人們的生活。
理念革新
“土壤空調”助力節能(néng)減排
節能(néng)降碳,要抓重點行業。數據顯示,全國(guó)建築行業上下遊加起(qǐ)來的碳排放量,占全國(guó)碳排放總量的比重超過(guò)50%。爲此,在“雙碳”背景下,中國(guó)建築業正逐步加快綠色建築的發(fā)展步伐。
所謂綠色建築,即是在全生命周期保持低能(néng)耗、環境友好(hǎo)并且健康宜居的高品質建築。
“之所以會(huì)突出全生命周期這(zhè)個時(shí)間概念,是因爲我們平常接觸到的建築物,往往是已經(jīng)投入使用的,但建築物在修建過(guò)程中,其實就(jiù)存在較大能(néng)源損耗。”清華大學(xué)建築學(xué)院教授朱穎心認爲,綠色建築若想更好(hǎo)地實現降碳,首先要減少全生命周期的用能(néng)需求。“例如,在設計方面(miàn),可利用自然通風和天然采光等氣候條件因地制宜,進(jìn)而降低供暖、制冷、照明等方面(miàn)的用能(néng)需求。”
步入湖北省武漢市國(guó)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牆結構,可有效降低照明耗能(néng)。
“萬事(shì)皆有兩(liǎng)面(miàn)性,這(zhè)種(zhǒng)獨特造型,也帶來了傳熱系數大、室内溫度上升快等問題。”項目設計方、中信建築設計研究總院有限公司(以下簡稱“中信設計”)綠色建築研究中心副主任湯小亮告訴記者,爲了解決這(zhè)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(guò)對(duì)屋頂區域的溫度及熱輻射強度進(jìn)行感應聯動,自動調整天窗開(kāi)閉,從而有效控制屋頂溫度。湯小亮說(shuō),計算機模拟實驗發(fā)現,經(jīng)過(guò)優化設計後(hòu),室溫最高相差近10攝氏度,空調節能(néng)減耗效果顯著。
與此同時(shí),在展示中心地下,被(bèi)譽爲“土壤空調”的地源熱泵空調系統則在靜悄悄地運行著(zhe)。中信設計總工程師陳焰華介紹,夏季,該系統會(huì)將(jiāng)建築物内的餘熱轉移至土壤,維持室内26攝氏度的舒适溫度,而到了冬季,“土壤空調”又能(néng)把地下恒溫的熱量轉移到建築物内,爲建築物供暖,每個年度形成(chéng)一個相對(duì)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(shí)的電力可爲建築物提供3至4千瓦時(shí)的供熱量,并能(néng)降低淺層岩土體的溫度,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築業綠色發(fā)展的一大方向(xiàng)。
在國(guó)家會(huì)展中心(天津)項目施工初期階段,中建八局項目團隊就(jiù)碰上了“硬釘子”。“當時(shí),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(shí),項目經(jīng)理解永飛說(shuō),短期内如此巨大的泥漿排放會(huì)對(duì)土地造成(chéng)較大程度的破壞,同時(shí)由于樁基施工需要在45天内全部完工,泥漿外運也會(huì)花費大量時(shí)間。
面(miàn)對(duì)進(jìn)退兩(liǎng)難的處境,項目技術攻堅團隊開(kāi)展“頭腦風暴”。考慮到項目部分區域地面(miàn)标高仍未達到設計要求,需進(jìn)行大量土方回填,技術團隊決定嘗試化“泥”爲“土”,并就(jiù)此開(kāi)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,反複調整固化劑成(chéng)分,經(jīng)過(guò)數十次實驗,終于成(chéng)功研制出合适方案。“一期、二期項目産生的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‘變廢爲寶’。”
根據《城鄉建設領域碳達峰實施方案》,2030年前,建築節能(néng)、垃圾資源化利用等水平大幅提高,能(néng)源資源利用效率達到國(guó)際先進(jìn)水平;用能(néng)結構和方式更加優化,可再生能(néng)源應用更加充分;城市整體性、系統性、生長(cháng)性增強,“城市病”問題初步解決。
技術創新
像“搭積木”一樣(yàng)蓋房子
不僅建築設計節能(néng)低碳,随著(zhe)裝配式建築技術日漸成(chéng)熟,建築物的建造過(guò)程也慢慢變“綠”。
專家指出,裝配式建築是指將(jiāng)建築用構件(如樓闆、牆闆、樓梯等)在工廠進(jìn)行标準化批量制作後(hòu),再運輸到施工現場,通過(guò)可靠的連接方式拼裝而成(chéng)的建築。簡單來說(shuō),裝配式建築的施工方式實現了“房子是在工廠裡(lǐ)制造的”。
“事(shì)實上,裝配式建築不是近幾年才有的,20世紀50年代,我國(guó)就(jiù)已開(kāi)始嘗試走預制裝配式建築工業化道(dào)路。”北京工業大學(xué)結構與材料工程研究所教授曹萬林介紹,當下,中國(guó)裝配式建築正在積極探索标準化設計、工廠化生産和信息化管理,這(zhè)都(dōu)是現代化、工業化生産方式的具體表現。
近日,由中交三航院設計的全國(guó)首座全裝配式高樁碼頭——江蘇省連雲港市徐圩港區64号—65号液體散貨泊位工程順利通過(guò)驗收。
“項目充分運用裝配式技術,預制構件總數僅爲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築量。”項目設計總負責人郭兆珈感慨地說(shuō)。
爲何會(huì)將(jiāng)碼頭設計成(chéng)全裝配式?項目主管總工杭建忠告訴記者,工程所在地距離後(hòu)方陸地區域約16公裡(lǐ),同時(shí)連雲港地區潮差可達5米,這(zhè)爲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,水上施工人員衆多,材料堆放雜亂,船舶交通組織難度很大。爲此,中交三航院首次采用一種(zhǒng)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(chéng)功由原先的“千人會(huì)戰”壓縮爲十餘人的“班組攻關”。“即便施工高峰期,現場頂多需要20至30人,工作時(shí)間較爲固定。”郭兆珈對(duì)記者說(shuō),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%。
“裝配式建築項目就(jiù)像‘搭積木’一樣(yàng)蓋房子,在提高生産效率的同時(shí),能(néng)夠減少污染、節約資源和降低成(chéng)本。”中國(guó)建築科學(xué)研究院高級建築師胡家僖表示,得益于“積木”質量過(guò)硬,裝配式建築的現場集成(chéng)得以順利進(jìn)行。
7月18日,在中鐵八局橋梁公司成(chéng)都(dōu)青白江建築工業化産品生産基地,隻見工人們在完成(chéng)裝模、上油、紮筋等準備工序後(hòu),輕松操作幾個按鈕,短短幾十秒,一塊混凝土疊合闆便完成(chéng)了澆築。
“我們生産基地采用了‘智能(néng)制造平台’,通過(guò)給所有生産線裝上‘大腦’,能(néng)夠同時(shí)生産上百種(zhǒng)不同尺寸的PC(預制混凝土)構件。”中鐵八局建築工業化研發(fā)中心常務副主任王江介紹,近些年,企業不斷探索智能(néng)化制造,截至目前,已實現鋼筋全自動化加工、産品自動脫模、混凝土自動澆築等。
除此之外,“智能(néng)制造平台”還(hái)可實現對(duì)PC構件繁雜生産流程的智慧管理。每一件PC構件的鋼筋骨架加工完成(chéng)後(hòu),都(dōu)會(huì)由條碼打印設備自動打印出一張條碼,進(jìn)行“身份标識”。“現場質檢員隻需用掃碼槍輕輕一掃,即可查詢焊接工人、模型狀态等信息,确保鋼筋骨架得到全面(miàn)檢查。”王江說(shuō)。
同濟大學(xué)建築與城市規劃學(xué)院教授周靜敏認爲,目前中國(guó)裝配式建築發(fā)展雖然整體情況不錯,但接下來的發(fā)展過(guò)程仍會(huì)很漫長(cháng)。“在‘十四五’時(shí)期,應進(jìn)一步梳理貫徹标準化設計思維,讓行業内外都(dōu)能(néng)正确理解裝配式建築的建造方法,從設計階段開(kāi)始逐步實現一體化協同。”
中共中央辦公廳、國(guó)務院辦公廳印發(fā)的《關于推動城鄉建設綠色發(fā)展的意見》提出,大力發(fā)展裝配式建築,重點推動鋼結構裝配式住宅建設,不斷提升構件标準化水平,推動形成(chéng)完整産業鏈,推動智能(néng)建造和建築工業化協同發(fā)展。
住房和城鄉建設部标準定額司相關負責人介紹,下一步,住房和城鄉建設部將(jiāng)構建标準化設計和生産體系,推行“少規格、多組合”的正向(xiàng)設計方法,推動裝配式建築市場化、規模化發(fā)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(miàn),要優化城市結構和布局,加快推進(jìn)既有建築節能(néng)改造。《城鄉建設領域碳達峰實施方案》提出,嚴格既有建築拆除管理,堅持從“拆改留”到“留改拆”推動城市更新。
走進(jìn)山西省太原市杏花嶺區新民東街22号,嶄新的中空塑鋼窗戶引人注目,經(jīng)過(guò)建築節能(néng)改造後(hòu),小區環境變美了,房子好(hǎo)住了,居民的幸福感直線上升。
“小區從去年8月份開(kāi)始改造,經(jīng)過(guò)3個多月的施工,我們住進(jìn)了冬暖夏涼的節能(néng)房。”65歲的王梅是小區老住戶,她告訴記者,節能(néng)改造解決了房屋漏水透寒等問題,冬季屋内溫度提高了5攝氏度。
“按照新标準,我們將(jiāng)小區外牆保溫層厚度增加一倍,爲老百姓家中裝上了密封性更好(hǎo)的中空塑鋼窗,同時(shí)對(duì)屋面(miàn)及地下室頂闆都(dōu)進(jìn)行了保溫層設置。”改造項目相關負責人介紹,通過(guò)建築節能(néng)改造,樓頂漏雨、沿街噪音大等問題都(dōu)將(jiāng)得到有效解決。
新民東街22号,僅僅是太原市老舊小區改造的一個縮影。據了解,太原市既有居住建築節能(néng)改造一期項目已于2021年11月完成(chéng),二期工程預計將(jiāng)于2023年底完工。日前,山西省發(fā)布的《山西省建築節能(néng)、綠色建築與科技标準“十四五”規劃》提出,到2025年,全省基本形成(chéng)綠色、低碳、循環的建設發(fā)展方式,城鎮新建居住建築、公共建築分别執行節能(néng)83%、72%的地方标準。
值得一提的是,在許多城市,強化建築運營的節能(néng)提效也被(bèi)視爲既有建築改造升級的重要目标之一。
位于北京市東三環亮馬橋附近的京城大廈,曆經(jīng)30年運營,基礎能(néng)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(shì)業部總經(jīng)理向(xiàng)炜舉例說(shuō),當時(shí)大廈的暖通空調系統,自控化程度與調節精度不高,導緻局部空間夏季制冷不足、冬季室溫過(guò)高,系統整體能(néng)效較低。
“2017年,在不影響樓内客戶正常辦公的前提下,我們從安全、健康、智能(néng)等維度出發(fā),對(duì)大廈進(jìn)行了綠色改造。”向(xiàng)炜介紹起(qǐ)種(zhǒng)種(zhǒng)變化:制冷機組更換爲高能(néng)效磁懸浮機組;燃氣鍋爐更換爲空氣源熱泵;增加智能(néng)化集成(chéng)平台、綜合能(néng)源管理系統、樓宇自控系統……“2021年大廈能(néng)源費用僅爲2016年的73%,二氧化碳排放量也僅爲2016年的38.6%。”
專家表示,盡管既有建築的節能(néng)改造成(chéng)績喜人,但配套政策和機制還(hái)亟待完善。“當前,既有建築綠色化改造主要還(hái)是依靠财政投入,發(fā)揮業主主觀能(néng)動性的機制仍有待完善。”廣州市城市規劃協會(huì)副會(huì)長(cháng)兼秘書長(cháng)黃鼎曦建議,探索建築領域的碳排放交易,同時(shí)積極完善綠色金融支持綠色建築政策,鼓勵政府和社會(huì)資本合作,激發(fā)建設綠色建築的積極性。
住房和城鄉建設部标準定額司相關負責人介紹,下一步,住房和城鄉建設部將(jiāng)持續開(kāi)展綠色建築創建行動,進(jìn)一步提升綠色建築占比;推進(jìn)既有建築綠色化改造,提升建築節能(néng)低碳水平;加強建築運行的管理,降低建築運行的能(néng)耗。
《人民日報海外版》 2022.07.26 記者 劉樂藝
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