低碳時代下的建筑新貌

文｜本刊記者 趙 陽

建筑全過程碳排放總量占中國碳排放的比重過半。顯而易見，在完成“雙碳”目標的過程中，建筑業舉足輕重。模塊化建筑、“光儲直柔”建筑等新興技術為中國建筑零碳轉型提供了有效實踐。

在北京亦莊藍領公寓項目（以下簡稱“藍領公寓”）施工現場，一個個房間像積木一樣被塔吊拼接在一起，沒有普通工地的噪音和揚塵，甚至連工人都很少見。這座高9層、32米、建筑面積12萬平米，整體裝配率92%的項目，是北京市AAA級超高裝配率模塊化示范工程，建成后將為產業技術工人提供1810間住房。其中，1504間為模塊化箱式房屋，是目前中國最高最大的模塊化建筑群。

2022年服貿會期間，中建科技集團有限公司（以下簡稱“中建科技”）設立展臺，通過藍領公寓、裝配式建筑智能工廠等綠色創新服務案例，為觀眾帶來沉浸式體驗，展示出低碳時代未來城市建筑的新面貌。

模塊化建筑實現綠色低碳

2021年底，中國建筑節能協會發布《中國建筑能耗與碳排放研究報告（2021）》顯示，2019年中國建筑全過程碳排放總量占全國碳排放的比重過半。顯而易見，在完成“雙碳”目標的過程中，建筑業舉足輕重。

北京亦莊藍領公寓項目是中國最高最大的模塊化建筑群，在建筑減碳方面成效顯著

中建科技綠色發展研究中心總經理齊賀介紹，建筑行業碳排放，一部分是生產運輸和建造過程所致，另一部分是運行階段的排放。而模塊化建筑的出現為減碳提供了一大有效路徑。

與傳統建造方式相比，模塊化建造更加綠色、低碳、環保。以藍領公寓為例，在施工建造時，每個房間作為一個模塊單元，房間的機電、管線、家具等90%在工廠完成預制生產。建造過程中可節水70%并實現零污水排放，減少80%的建筑垃圾，節電70%，可循環材料利用率達到90%。建筑運行期間主要通過采用高性能保溫隔熱屋面、節能門窗、太陽能電池板等被動式節能措施，疊加對可再生能源的利用，實現建筑“零能耗”。

中建科技是全國最大投資建設集團—中建集團開展科技創新與實踐的“技術平臺、投資平臺、產業平臺”，自2015年成立以來，把發展裝配式和綠色建筑作為主要目標，形成了一系列材料、智能化、低碳等方面的獨有技術體系，是建筑工業化領域的“國家高新技術企業”“住建部裝配式建筑頭部企業”，連續兩年獲國務院國資委“科改示范企業”標桿。

齊賀表示，早在2004年開始，住建部把發展綠色建筑列為主要目標?！半m然當時還沒有減碳的明確說法，但客觀上很多手段都促進了碳減排。在‘雙碳’目標提出后，許多技術都向減碳方向調整，評價標準也更加清晰?！?/p>

2022年8月18日，科學技術部聯合九部門印發《科技支撐碳達峰碳中和實施方案（2022-2030年）》?！斗桨浮芬?，推進綠色低碳城鎮、鄉村、社區建設、運行等環節綠色低碳技術體系研究，加快突破建筑高效節能技術，建立新型建筑用能體系。突破綠色低碳建材、建筑電氣化、智能建造等關鍵技術，促進建筑節能減碳標準提升和全過程減碳。

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%，全國新建綠色建筑面積已經由2012年的400萬平方米增長至2021年的20億平方米。目前，中國已全面實現新建建筑節能。

住房城鄉建設部數據顯示，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%，全國新建綠色建筑面積已經由2012年的400萬平方米增長至2021年的20億平方米。目前，中國已全面實現新建建筑節能。此外，據央視網報道，截至2021年，全國累計實施公共建筑節能改造面積2.95億平方米，由此每年可節約標煤115萬噸，實現碳減排230萬噸。

“光儲直柔”技術大有可為

2021年1月，中建科技與清華大學深圳國際研究生院合作，組成以中國工程院院士、清華大學建筑節能研究中心主任江億為研發團隊帶頭人的“未來城市聯合實驗室（以下簡稱‘實驗室’）”，深耕“光儲直柔”技術，共建產學研科技創新平臺。“光伏發電、儲能、直流配電、柔性用電”—齊賀解釋，“光儲直柔”概念是把現有的多項技術整合到一起，使能源更充分地利用起來，通過系統控制實現建筑用能零碳化。

江億認為，中國建筑運行實現零碳目標有三大任務：一是取消直接碳排放，全面推行電氣化；二是建成零碳新型電力系統；三是建立零碳熱源系統。要實現這三大任務，就需要能源結構從以化石能源為主調整為以零碳能源為主?！肮鈨χ比帷苯ㄖ前l展零碳能源的重要支柱。目前，“光儲直柔”已經被寫入國務院印發的《2030年前碳達峰行動方案》中，科技部也將其列入“十四五”重點科技專項來研究。

工人對亦莊藍領公寓進行幕墻鋁板拼裝

全球首個運行的“光儲直柔”建筑、位于深汕特別合作區的中建綠色產業園是實驗室實踐成果之一。辦公樓400多平方米的屋頂上，大量太陽能光伏發電裝置齊齊排列，其生產的能源存儲在鋰電池儲能設備中，并通過柔性用電管理系統向8個辦公區、2500平方米建筑面積內的空調、照明、汽車充電樁和直流電器供電。辦公區內，經過改造的直流電熱水器、冰箱、咖啡機、手機充電器一應俱全，與普通設備相比耗電量更低。據統計，中建綠色產業園運行一年，節電超10萬千瓦時、節約標準煤超33噸、減少碳排放超47%。

建筑用能占全國能源的40%以上，體量巨大?！肮┬璨黄ヅ湟恢笔乔鍧嵞茉吹耐袋c，一旦沒光照或者風等環境條件，就不發電了，不受人類控制?！饼R賀說，“光儲直柔”技術把大量城市建筑做成一個柔性荷載，充分利用分布式光伏產生的綠色電力，使建筑運行免受發電能力波動的影響。

迄今為止，實驗室已完成與“光儲直柔”技術體系有關的發明專利申報10項、實用新型專利1項、軟件著作權2項，產品注冊6項，獲得省市級科研課題支持5項。

齊賀透露，目前中建科技已得到深圳市批復，選取“光儲直柔”示范試點并建設運營?！拔覀冇媱澟c南方電網、深圳碳排放交易所等機構進行合作，判斷‘光儲直柔’技術具體碳減排量?！绷硗?，在此示范點還將驗證，是否可將“光儲直柔”技術產生的電力切入電力行業，以此產生經濟效益，推動低碳建筑產業的更大發展。

數智化成果描繪未來之城

上海璀璨城市綜合樓是上海市首個零能耗永久性模塊化建筑。集合模塊化、零能耗、光伏建筑一體化等多種綠色建筑技術為一體，并搭載了中建科技自主研發的能源環境和碳排放監測平臺，對各個分項用電數據和關鍵室內環境指標進行監測，并對項目的碳排放情況進行動態監測管理。

中建科技自主研發的能源環境和碳排放監測平臺

與基于人類行為的傳統管理系統不同，建筑要根據發電情況進行自我調節，這就要求平臺精準分析建筑內所有用電設備特性，保障其正常運轉。

長遠來看，此系統的意義不僅局限于部分建筑，對于整個行政區域的能源管理都大有裨益。齊賀設想：“如果一個城市所有建筑的BIM都收入數據庫，再與地圖信息進行匹配，任一時間段內所有建筑群的用電量一目了然。結合天氣預報，電力系統可以準確預測光伏發電的情況，在區域內平衡電力供應?！?/p>

以應屆生身份入行的齊賀，經歷了建筑業從綠色到低碳的轉變?！斑@些年明顯感受到國家自主科創能力不斷增強”，他感嘆，“2015年的時候，我們整合的很多設備、材料都是歐美產，現在則大部分是中國制造，哪怕是最尖端的技術，國產產品占比也越來越大?！?/p>

與此同時，國家出臺的政策正在落地?！皣艺诓季滞ㄟ^金融工具支持建筑低碳化，建筑低碳從政策性行為轉變為市場化行為指日可待?！饼R賀對此抱有很大信心。他表示，在“雙碳”背景下，國家也為房地產領域轉型提供方向?！霸谛陆ńㄖ絹碓缴俚那闆r下，更多針對的是建筑的改造及功能性的提升。作為建筑企業，應該在原有實力基礎上修煉內功，向著國家指明的道路大步邁進。”