從建筑設計方面來進行碳中和戰略的研究

摘要：加強建筑節能材料、部品、產品的質量管理。開展綠色建筑全過程質量提升戰略，全面推動綠色建筑發展量質齊發。

關鍵詞：碳中和;低碳建材;可持續

2021年3月15日，習近平總書記主持召開中央財經委員會第九次會議。會議強調，實現碳達峰、碳中和是一場硬仗，也是對我們黨治國理政能力的一場大考。

作為世界第二大經濟體和最大的發展中國家，中國當前仍處于工業化和城市化發展階段中后期，能源總需求一定時期內還會持續增長。從碳達峰到碳中和，發達國家有60年到70年的過渡期，而中國只有30年左右的時間。這意味著，中國溫室氣體減排的難度和力度都要比發達國家大得多。

從現在到2060年，全球建成的建筑面積預計將翻一番，相當于在未來40年里每月增加一個紐約市。建筑占全球年碳排放量的38%，其中28%來自供暖、制冷和電力的運營排放，10%來自材料和建筑。新建筑和既有建筑物的碳中和應立即采取行動。從現在到2060年，全球建成的建筑面積預計將翻一番，相當于在未來40年里每月增加一個紐約市。建筑占全球年碳排放量的38%，其中28%來自供暖、制冷和電力的運營排放，10%來自材料和建筑。新建筑和既有建筑物的碳中和應立即采取行動。

加強建筑節能材料、部品、產品的質量管理。開展綠色建筑全過程質量提升戰略，全面推動綠色建筑發展量質齊發。

一、碳中和設計策略

將碳的檢測和控制貫穿于建筑物的每一個環節。

1、碳中和建筑-從設計開始

碳中和建筑需要跨架構、工程和施工進行協調，所有團隊從一開始就共享數字資源，以消除他們自己的工作和成品中的浪費。需要考慮到建筑壽命的每個階段，包括使用的能源類型和項目建筑壽命結束后的影響。有了這些信息，團隊就可以用正確的可持續材料和施工實踐來制定一個全面的藍圖。

2、選址。

在開工建設之前，項目適當的選位可以為減少碳排放提供一個重要的開端。

根據《洛斯阿拉莫斯國家實驗室可持續設計指南》，適當的選位做法包括：

利用場地的地形、陽光、樹蔭和風能促進節能。

3、保護現有植被，將建筑融入周圍景觀

選擇好的位置有助于最大限度地減少干擾，減少碳足跡，并美化當地植被。這些措施可以有效減少碳排放。在便利設施和公共交通附近選址也可以減少交通排放。而對風力和日光分析和反饋，對于規劃可再生能源基礎設施（如風力發電場和太陽能設施）尤為重要。預計在未來五年內，清潔能源發電的投資將增加一倍。

全球的業主們正在重新思考如何最好地利用他們的建筑資產組合來提高整體投資組合績效，同時減少對環境的影響。通過對現有資產組合進行翻新和再利用，業主可以更快地適應不斷變化的居住需求，甚至隨著房地產市場的轉型而擴展到新的市場。

4、創意、可持續建筑設計與工程

將創造性的愿景和布局與材料選擇融為一體非常重要。碳中和規劃也需要重視生產加工方法，例如，利用當地供應鏈消除運輸成本有助于減少碳排放。零碳排放的建設階段取決于正確采購和實施正確的程序。

采購應減少續訂，減少制造、運輸和使用材料所帶來的碳。在某些情況下，大規模木材建筑可以通過在建筑結構中儲存碳來幫助減少建筑物的碳足跡。確保所使用的鋼材來自低碳供應鏈，并且具有高度可回收性，這在建筑的使用壽命內會獲得回報。建筑師和工程師還應在設計提案中具體說明如何減少水、能源、有毒化學品和清潔劑的材料消耗。

5、低碳建材

因為建筑中80%的碳來自結構材料，所以碳中和建筑必須選擇低碳建材。低碳建筑材料的選擇也可能包括重新利用的材料，如再生木材和再生鋼含量。僅傳統混凝土每年就產生了全球近8%的二氧化碳。新材料可以是更環保的替代品，包括：（1）由回收的建筑材料制成的磚（2）再生混凝土（3）減少碳影響的混凝土混合物。

使用新的技術和極簡主義的方法來設計光滑的線條、裸露的天花板和拋光的混凝土地板也可以減少材料的使用總量。

6、精心材料組裝

準備好合適的材料，就應該精心組裝它們。更好的BIM管理和工作現場的數字協作可以節省資金、能源、所需時間和材料。采用更有效的方法，如精益施工，通過更好的項目管理，消除浪費，減少碳排放。

7、運營與維護

當建筑工人拆除他們的建設工地時，碳中和建筑還沒有完成。建筑運營和維護是終身追求，提供減少能源開支和最終污染的方法。聯合國研究人員發現，建筑運營產生的碳排放量在2019年達到峰值;更好的建筑和更智能的運營技術正在成為新的標準。為了實現《巴黎協定》的目標，建筑運維的碳排放量需要迅速減少。

占據公共建筑物能耗60%的暖通空調或中央空調系統，已經成為影響我國碳中和目標實現的關鍵因素之一。在2021中國制冷展上，住建部科技與產業化發展中心建筑節能數據監測處處長丁洪濤透露，當前中國建筑面積規模位居世界第一，每年僅使用過程中的“運營碳排放”就達到21億噸，約占中國碳排放量的20%。

建筑業主可以最大限度地提高供暖、制冷和暖通空調系統的效率，使用技術和數據進行建筑運營。這些可以通過先進的傳感器和數字孿生完成，構建不斷更新的數字模擬模型，利用人工智能和機器學習，監測，維護和優化物理模型的性能。這些技術還引入了預測性維護，傳感器和實時監控可以檢測到某個設備何時將超過某個閾值，并在發生之前實施節能、省時和省錢的修復，從而使資產盡可能接近峰值效率。

8.建筑拆除和材料再利用

即使是即將被拆除的建筑，對于聰明的開發商來說，也具有可持續的價值。通過Autodesk Tandem和material passports（用于項目的所有材料的數據庫）等程序利用數字孿生技術，舊建筑可以成為材料庫。鋼梁或磚塊，在安裝后就被跟蹤，可以被回收，并在另一個建筑里面獲得第二次生命。在建筑物被拆開之前，人們對它了解得越多，那么再利用這些材料就越容易，也越便宜。如果沒有一個清晰的路線圖，很多舊建筑最終都只能被導向垃圾填埋場，造成資源浪費。

在悉尼，全新的brand-new Quay Quarter Tower利用了70年代舊建筑的68%，節省了相當于10000次從悉尼到墨爾本的航班能源。

3月15日，武漢光谷職業學院校區南部10棟群樓成功爆破拆除，爆破產生的鋼筋、混凝土等建筑垃圾將分門別類進行分類回收，進行循環再生利用。

南京南部新城開發建設中，揚棄建筑廢棄物“外運、填埋”老路，開創出一條“綠色回收—綠色生產—綠色施工”的固廢利用全新產業鏈，兩條生產線能把100萬立方米固體廢棄物就地轉化成建筑材料，用于道路路基下路床鋪設等市政工程。

二、實施碳中和的好處

事實證明，拯救地球也能省錢，碳中和發展戰略往往會加快許多階段的建設，從而大大降低項目成本。高能效建筑可顯著降低項目使用壽命內的能源成本。根據Three Percent Club的數據，通過脫碳、電氣化、效率和數字化來提高能源效率，每花費1美元，就會獲得3美元的回報。全球許多學院和辦公樓都通過先進的、可持續的設計節省了數百萬美元：斯坦福大學發現，激進的整棟建筑節能改造甚至平均每年可節省24%運營費用。

還有廣泛的研究表明，碳中和的可持續建筑使用更好的材料、增加通風和日光、消除化石燃料和有害化學品，都為辦公樓業主進行了有力的銷售宣傳、減少能源費用，提高生產率。美國綠色建筑委員會發現，員工在可持續的辦公樓中“更快樂、更健康、更有生產力”。

三、碳中和發展的未來是什么？

碳中和發展的道路應該是循環的。研究了循環經濟，并估計在全球范圍內，通過重復使用通常被拋棄和浪費的東西，可以節省4.5萬億美元。城市產生了50%的廢物，它們可以成為有效回收利用廢棄物的試驗場。

碳中和的可持續建筑道路上的每一步都需要使用數據和技術連接建筑師、工程師和建筑工人，并管理材料流動：如何采購、組裝;以及最終拆除和回收利用。隨著它變得越來越容易和便宜并重復使用，舊建筑的磚塊和橫梁將變成更加寶貴的資產。隨著全球城市化進程的不斷加快，可持續的碳中和發展將確保它們能夠真正經受住時間的考驗。

作者簡介： 趙靜（1986-），女，碩士研究生，講師