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绿色建筑为何能助力“双碳”目标实现?
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绿色建筑为何能助力“双碳”目标实现?

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  • 发布时间:2023-04-17 11:57
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绿色建筑为何能助力“双碳”目标实现?

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建筑是城市的主要载体,既为城乡居民提供生活、工作基本场所,又是能源消耗与温室气体排放的重点领域。绿色建筑旨在减少建筑物能耗,缓解能源危机,同时为人们提供舒适、环保的工作或居住环境,减少城市发展对生态的负面影响,诸如二氧化碳排放和城市热岛效应。

 住房和城乡建设部、国家发展改革委2022年印发的《城乡建设领域碳达峰实施方案》提出,到2025年,我国城镇新建建筑将全面执行绿色建筑标准,星级绿色建筑占比达到30%以上,新建政府投资公益性公共建筑和大型公共建筑全部达到一星级以上。

 住房和城乡建设部最新数据显示,截至2022年上半年,我国新建绿色建筑面积占新建建筑的比例已经超过90%。如今,借助“浅层地热能”等先进技术手段,我国绿色建筑实现跨越式增长,在擦亮“低碳环保”新名片的同时,还改变着人们的生活。

 
 
 

绿色建筑实现跨越式增长

 
 

 近年来,我国建筑节能标准稳步提升。住房和城乡建设部标准定额司司长田国民介绍,自1986年颁布第一版建筑节能设计标准以来,我国建筑节能经历了“三步走”,即在20世纪80年代初普通住宅采暖能耗的基础上,建筑节能比例逐渐达到30%、50%、65%。30余年时间,我国颁布了居住建筑节能(五类气候区)、公共建筑节能、农村建筑节能、节能产品等标准规范,形成了比较系统的节能技术体系和标准体系。

 根据测算,截至2019年底,我国新建和完成节能改造的建筑,每年可实现节能能力近3亿吨标准煤,可减少二氧化碳排放7.4亿吨,有效减缓了建筑能耗总量增长速度。

 与此同时,我国绿色节能建筑实现跨越式增长。截至2020年底,全国城镇当年新建绿色建筑占新建建筑比例达到77%,累计建成绿色建筑面积超过66亿平方米;累计建成节能建筑面积超过238亿平方米,节能建筑占城镇民用建筑面积比例超过63%。根据《2030年前碳达峰行动方案》,到2025年,城镇新建建筑全面执行绿色建筑标准。

 田国民说,建筑节能对于减少碳排放的贡献突出。尤其是碳达峰、碳中和目标提出后,逐步建立系统完善的碳达峰碳中和综合评价考核制度,有助于节能及绿色发展理念在建筑全领域更有效落地。

 
 
 

绿色建筑擦亮“低碳环保”新名片

 
 

 随着生态文明建设的发展,绿色建筑理念逐渐得到全社会的广泛认同,大家认识到,舒适、宜居的生活环境离不开绿色建筑。减轻建筑对环境的负荷、为居民提供健康的生活空间、达到建筑与人及环境永续发展等成为绿色建筑的核心要素。

 节能降碳,要抓重点行业。数据显示,全国建筑行业上下游加起来的碳排放量,占全国碳排放总量的比重超过50%。从对既有建筑的绿色化改造到绿色建材,再到装配式建筑,近年来,我国已全面实现新建建筑节能。

 清华大学建筑学院教授朱颖心认为,绿色建筑若想更好地实现降碳,首先要减少全生命周期的用能需求。例如,在设计方面,可利用自然通风和天然采光等气候条件因地制宜,进而降低供暖、制冷、照明等方面的用能需求。

 在湖北省武汉市国家网络安全人才与创新基地,最惹人注意的便是造型独特的展示中心。据了解,其采用的大跨度无柱网架与全玻璃幕墙结构,可有效降低照明耗能。万事皆有两面性,这种独特造型也带来了传热系数大、室内温度上升快等问题。为了解决这些难题,设计师团队专门设计出“采光顶热聚集条件下通风散热的自动控制系统”等专利技术。据了解,该技术是在采光顶中部区域安设32个电动天窗,通过对屋顶区域的温度及热辐射强度进行感应联动,自动调整天窗开闭,从而有效控制屋顶温度。

 不仅建筑设计节能低碳,随着装配式建筑技术日渐成熟,建筑物的建造过程也慢慢变“绿”。专家指出,装配式建筑是指将建筑用构件(如楼板、墙板、楼梯等)在工厂进行标准化批量制作后,再运输到施工现场,通过可靠的连接方式拼装而成的建筑。简单来说,装配式建筑的施工方式实现了“房子是在工厂里制造的”。由中交三航院设计的全国首座全装配式高桩码头——江苏省连云港市徐圩港区64号~65号液体散货泊位工程顺利通过验收。项目充分运用装配式技术,预制构件总数仅为195件,与传统高桩码头相比,预制构件总数减少80%以上,大大减少了水上预制件吊装次数和现场混凝土浇筑量。

 同济大学建筑与城市规划学院教授周静敏认为,目前中国装配式建筑发展虽然整体情况不错,但接下来的发展过程仍会很漫长。“在‘十四五’时期,应进一步梳理贯彻标准化设计思维,让行业内外都能正确理解装配式建筑的建造方法,从设计阶段开始逐步实现一体化协同。”

 在建设绿色低碳城市方面,要优化城市结构和布局,加快推进既有建筑节能改造。《城乡建设领域碳达峰实施方案》提出,严格既有建筑拆除管理,坚持从“拆改留”到“留改拆”推动城市更新。太原市杏花岭区新民东街22号小区经过3个多月的节能改造,将小区外墙保温层厚度增加一倍,解决了房屋漏水、透寒等问题。日前,山西省发布的《山西省建筑节能、绿色建筑与科技标准“十四五”规划》提出,到2025年,全省基本形成绿色、低碳、循环的建设发展方式,城镇新建居住建筑、公共建筑分别执行节能83%、72%的地方标准。

 
 
 

建筑减碳需要统筹考虑

 
 

 2022年11月14日,中国工程院院士、清华大学教授江亿在以“建筑碳中和的挑战与应对技术路径”为主题的香山科学会议上指出,建筑全过程的碳排放已占到我国碳排放总量的50%以上,零碳发展的重点在于可持续发展,而建筑领域的低碳转型对这一目标的实现至关重要。

 同济大学土木工程学院教授肖建庄提出:“混凝土制品或者是建筑构筑物、原料生产的碳排放占到全球碳排放总量的10%~12%,这是我们需要重点关注的关键环节。”

 在建筑建造、维修和拆除过程的碳排放也不容忽视。据重庆大学管理科学与房地产学院教授蔡伟光介绍,我国城镇化进程已经展现出向大型城市聚集的现象,还需合理规划城镇建筑面积发展目标,避免住宅供需错配带来的浪费。北京交通大学教授王元丰也认为:“建筑业应该从增量逐步变为存量模式,减少城镇发展中的建筑建设量,提高其服务民生的效率。”

 从建筑全生命周期分析来看,在运行过程中由于使用能源导致的建筑运营碳排放占建筑全生命周期排放的70%以上。这其中包括化石燃料燃烧导致的直接碳排放、使用电力和热力导致的间接碳排放,未来如何实现零碳能源的供给应该是我们关注的重点。

 肖建庄呼吁,今后的建筑设计不仅要基于安全、经济、美观、实用等功能,还要进行全生命周期的低碳精细化设计。中国建筑股份有限公司教授级高级工程师李丛笑认为,结构工程师在碳减排领域和建筑减排中应发挥更大作用。

 在建造阶段,低碳混凝土、低碳钢材等新型生态建材的研发和组合应用,可以有效降低建筑生命周期隐含碳排放。另外,通过推广再生混凝土、清水混凝土等,还可以提升混凝土结构的碳吸收共性,让建筑不仅排放碳还能吸收碳,成为碳汇的源泉。王元丰认为,推广可替代减少水泥用量的粉煤灰混凝土、矿渣和钢渣混凝土有很大减碳空间,大力发展我国总体占比较低的钢结构、竹木结构建筑,也是建筑业实现碳中和的重要战略路径。

 零碳能源到底在哪?未来的目标之一是全面实现电气化。若利用城市建筑屋顶等空间安装风电、光电设备可实现年发电量1万亿千瓦时,提供建筑用电的1/4。清华大学教授杨旭东举例说道:“农村光伏发电潜力远大于其自身需求,若通过合理配置,屋顶光伏发电量年均可达到2.5万亿千瓦时,不仅能实现自发自用,还能让整个村庄成为发电厂。”

 电力系统需将集中跟分散分布相结合,建筑在新型电力系统中将承担“发电、用电、储电、调节”的重要角色,与电动车一起承担50%以上的分布式风电、光电消纳功能。

 在热能方面,清华大学教授付林给出了一个数据,“我国未来规划的核电和火电将产生年均超过140亿GJ(1GJ=10亿焦耳)的余热,冶金、化工等工业与数据中心、大型变电站等基础设施每年至少产生60亿GJ的余热。若能回收这些热量的1/4,就可以满足我国全部城镇建筑采暖50亿GJ的需求。”

 王元丰等专家认为,在碳中和背景下,建筑的发电、储能对未来可再生能源供电和相应电力系统将提供重要支撑,而电动车的协同又与交通深度耦合,未来建筑的跨行业融合将使其功能发生很大的改变,为此,建筑减碳需要统筹考虑,合理规划绿色能源的分布和使用。

 
 
 

呼唤绿色建筑新美学

 
 

 绿色建筑的意义是在建筑的全生命周期内,最大限度地节约资源、节水节材、保护环境、减少污染,并提供健康适用、高效使用、与自然和谐共生的环境。建筑师对建筑美学有特殊的要求,很多绿色建筑技术与建筑没有很好地结合,虽然提升了建筑的绿色环保功能,但是不好看,这成为建筑师在设计中的困惑。越来越多的建筑师意识到:建筑应该积极迎接绿色发展的时代要求,创新绿色建筑新美学。

 中国工程院院士、中国建设科技集团总建筑师崔愷总结出几条原则:

 开放化。希望建筑越来越开放,从自然通风采光到开放空间,让更多的人能够接触户外。开放屋顶,让更多的人享受不同风景和绿色环境;开放地下,把越来越多的地下空间包括地下交通枢纽、商街等,转换成绿色空间环境。

 轻量化。轻量化实现不易,但也是今天国际建筑发展的新趋势。如何把建筑做得更加轻体量,是近几年我们在实践中有意识的探索。

 绿色化。绿色建筑是有生命的建筑,它的意义在于让身处其中的人们生活充满阳光、映满绿色,从环境景观绿化到室内绿化再到整个建筑的绿色美学,能创造绿色健康的生活方式,把功能与环境很好地融合在一起。

 长寿化。从空间、结构、材质到构造的长寿化,实际上指的是建筑的高品质和适应性,可以用得更长久,适合未来变化的需要。构造、工艺质量等都牵扯到建筑的长寿问题。

 产能化。建筑是用能大户,我们常讲节能,其实还有些材料可以产能,如光伏技术、风能技术可以使建筑产生能源,平衡相当一部分自己的能耗,自产自用,这是未来的目标。

 可视化。建筑的绿色美学应该是可视的。减少隐藏、遮挡、装修,从形态、细部、构造到技术,都可视可赏。很多现代建筑经典作品非常精致,都建立在本体的结构美、材料美、工艺美上面。希望绿色建筑让大家赏心悦目,传播一种朴素的健康美,这便是专家学者们提倡的绿色建筑新美学。

 
 
 

加强绿色低碳策划

 
 

 绿色低碳策划是通过绿色低碳建筑的顶层设计环节引领,实现经济效益、环境效益、社会效益的最大化,推动行业高质量发展。因此,在建筑全生命期中,赋予绿色低碳策划更多的责权,为全面推行绿色低碳循环经济发展、实现‘双碳’战略目标注入关键动能。

 在加强绿色低碳策划方面,全国政协委员周勇建议,一是制定绿色低碳策划的目标路线,明确绿色低碳建造最终产品的总体性能及主要指标,在设计、施工、运营等阶段,制定绿色低碳建造控制要点和量化指标等。同时,制定绿色低碳实施路线,建立绿色低碳产业链,实现绿色低碳建造的闭环。适时推出低碳建筑师机制,加大设计师对低碳建筑的设计培训和资格认证。

 二是加强建筑全生命期的过程统筹,充分开展结构与装修、绿化工程等一体化设计,使用可再生能源利用、中水利用、智能化系统等永久、临时结合技术,充分考虑各系统的耐久性以及竣工后的运营。在新建建筑和改造项目中,在建筑设计、工程建造以及建筑运行等全生命期不同阶段,逐步提高节能减碳控制指标并加强能耗检测和监督,各地方结合发展实际需求逐步作为强制性要求进行推行。

 三是加强绿色低碳建材使用。在设计方面,绿色低碳策划要做好材料统筹,多采用环保可再生材料、高强度和高耐久性材料,同时减少采用在生产过程中高能耗、对生态环境影响较大的材料。在施工方面,绿色低碳策划要坚持推行绿色施工,积极采购具有认证标识的绿色低碳建材,科学采用再生混凝土等可循环材料及其相关制品,通过优化工艺和管理尽可能降低材料损耗等,不断提高建造过程绿色节能水平。同时,各地方要加快推进建立绿色建筑材料认证标识和机制,根据实际情况出台绿色建材使用黑白名单制度等落地举措。

 四是加强推广工程总承包及SPV等组织形式。两种组织形式打通了项目全产业链条,可以更好地从资源配置上形成统筹引领、配合协同的完整绿色产业链,有效发挥社会大生产中市场主体的作用,有力提升绿色建造的低碳化水平。

生态周刊记者 马骏

 
 
来源 | 运城环保发布

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