黃江華 黃夢婷*, 楊 凱 周子康 夏亭亭 劉 銀
(1.宜賓學院國際應用技術學部,四川 宜賓 644000;2.上海水石建筑規劃股份設計有限公司云南分公司,云南 昆明 650000)
建筑業是國民經濟的支柱產業,為我國社會經濟發展和民生改善做出了重要貢獻。與此同時,建筑行業依然存在著資源消耗大、污染排放高、施工方法粗放等問題,與“創新、協調、綠色、開放、共享”的新發展理念的要求相比,仍有一定的差距[1]。為了人類的健康發展,建筑業必須轉向低碳發展,踐行綠色建造理念,推動建筑業“雙碳”目標的實現。
“標準化+”是指在技術、科學和管理等社會實踐中,在已有標準的基礎上,從各方面進一步提高對目標對象的要求,以獲得最佳秩序,取得最佳社會效益的一種社會實踐活動。在建筑行業中踐行“標準化+”的理念,對于促進工程建設領域的技術進步,實現最佳的社會效益、經濟效益、環境效益等具有直接作用和重要意義。
據不完全統計,我國目前每年建造房屋近20 億平方米,其中約有1/4 左右的房屋使用年限不足40 年。日本住宅設計壽命達到100 年以上,而我國城市住宅設計壽命一般僅為50 年。其原因主要為:城市化進程的發展速度過快,土地資源相對緊缺,城市規劃缺乏系統性和延續性,同時,個別嚴重偷工減料造成建筑質量過差,導致房屋壽命較短。而對房屋進行裝修改造和拆除,會產生大量的建筑廢物,重復性建設不但浪費了大量的資源和能源,污染了環境,還導致了溫室氣體排放量不斷上升。
隨著我國各地區建筑總量持續增長以及居民對舒適性要求不斷提高,我國城市建筑能源消耗相對于工業能源消耗、交通能源消耗呈現出持續增長的趨勢。根據2020 年中國建筑節能協會能耗專委會11 月公布的《中國建筑能耗研究報告(2020)》顯示,我國在建筑建設過程中產生的二氧化碳約為1 億t,約占整個國家碳排放量的1%。建設運營期產生的二氧化碳達21.1億t,在我國碳排放量中所占比例為21.9%。建筑能耗在我國總能耗中所占比重較大。其主要原因有以下幾個方面:
(1)隨著城市化不斷推進,城市建設中的新增建筑數量越來越多,導致了能源消費快速增長。
(2)由于人們生活條件的改善,各類家電產品消耗量顯著上升,使得單位建筑面積的能源消耗急劇上升。
(3)隨著城市和農村居民對室內環境舒適需求的不斷增加,能源消耗呈現快速上升趨勢。
(4)建筑能耗總體上偏高,目前我國一般采用50%的節能標準,但即使是執行節能65%的標準,其能耗指數也比同等氣候條件下的發達國家高出50%以上。
(1)材料生產是建筑行業碳排放的重要源頭之一。許多建筑材料的生產過程,如水泥、鋼鐵、玻璃等,需要大量的能源,同時伴隨著大量的二氧化碳排放。
(2)不合理的建筑設計和規劃導致建筑能耗增加,以及使用不環保、高碳排放的建筑材料。建筑形狀、朝向、采光條件等設計因素都會對建筑能效產生影響。
(3)由于在工程項目施工過程中混凝土運輸過程中車輛碾壓,砂石散落,以及運輸車輛在裝卸混凝土時產生的粉塵等,都會造成一定程度的環境污染。同時建筑垃圾堆放場地和臨時堆放場的選址不當或不合理,也會造成周圍地下水資源被污染。另外,在堆放過程中產生的滲濾液對地下水也會造成一定程度的污染。
(4)施工過程中,使用大型機械設備、挖掘機、起重機等施工設備需要大量的燃油或電力,會產生大量的碳排放。機械設備的選擇、使用效率和維護情況都影響碳排放水平。施工現場的能源消耗也是碳排放的來源,這包括臨時用電、照明、供暖或制冷系統的運行,以及建筑材料的加工過程等。
(5)施工過程中產生的廢棄物,如混凝土碎片、磚瓦、包裝材料等,不合理的處理和管理會導致額外的碳排放。不科學的工程管理和施工流程可能導致能源的浪費,例如建筑材料的過度使用、工序的重復、工人流動性大等,都會增加碳排放。
(1)由于我國建筑市場缺乏有效的競爭機制和市場秩序,沒有形成良性發展的競爭環境和市場機制。在工程質量管理方面,沒有建立起系統、規范、完整的施工企業資質動態監督管理制度;工程質量安全事故發生后對責任方追究不力;施工現場和主要作業人員未按規定配備和使用,或施工作業人員技術水平低下,不具備進行精細勞動的能力和經驗;在工地上,缺少高水平的工藝員、技術員、質檢員,就算有技術方案、新技術、新材料,但如果不能嚴格按照工程質量標準進行施工,也會影響建筑施工質量,甚至影響建筑節能效果。
(2)對科技進步重要性認識不足。各建筑企業在科技創新、技術進步意識上還有明顯差距。有數據顯示全國仍有60%以上的大中型建筑企業沒有設立專門的技術研發機構,大部分科技資源都在大專院校等研究機構,即使已經設立研發機構的單位,也普遍存在組織機構不健全的問題,嚴重影響了研發職能的正常發揮;高水平研究人才短缺、科研創新效率低下,由于建筑業的盈利水平偏低,企業缺乏投資能力、研發經費投入嚴重不足等原因。
(1)加強新技術推廣應用,結合實際需求,有效采用BIM、物聯網、大數據、云計算、移動通信、區塊鏈、人工智能、機器人等相關技術,整體提升建造手段信息化水平。例如BIM 技術能根據數據信息(包含全生命周期)改善運維流程,降低成本,提升效率[6];建立專門的技術創新評估機制,評估新興技術對綠色建筑的適用性、可行性和效益。
(2)運用工程總承包、全過程工程咨詢等組織管理方法,加強設計、生產、施工、運營全產業鏈上下游企業之間的溝通合作,加強專業分工和社會協作,對資源進行最優配置,降低返工浪費,構建綠色建造產業鏈。
(3)充分考慮臨時施工設施與永久性設施的綜合利用,采取適當的安裝方法,制定合理的安裝程序,減少現場模板搭設和腳手架施工,減少重復施工;要準確下料、精細化管理,降低建材損耗率;對關鍵耗能設備的能耗進行監測;加強施工設備的進場、安裝、使用、維護、拆除和退場管理,減少施工過程中的資源消耗。
(4)健全工作體制,明確各單位職責,確立各項工作目標。各地住房城鄉建設主管部門要將“綠色建造”作為本地區的重點工作,明確具體目標,制定工作計劃。要研究制定本地區綠色建造的實施方案,將“綠色建筑”發展的各項目標納入本地區相關規劃和建設管理中,與社會經濟發展規劃、城鄉規劃、土地利用規劃、生態環境保護規劃等有機銜接,做好“綠色建筑”工作的頂層設計。要把“綠色建造”融入到當地的“綠色發展”與“生態文明”建設之中。立足地方實情,面向問題與需求,構建有地區特色的綠色建造技術體系、管理機制與政策體系。
(5)與國際標準組織、綠色建筑領域的國際組織進行合作,借鑒和引進國際上先進的綠色建筑技術標準。這有助于加速國內綠色建筑技術創新的步伐。
制定和完善綠色建筑的標準,包括材料選擇、能量利用效率、生產用電等方面。
(1)建筑材料應優先選擇高強、高性能、高耐久、耐腐蝕、抗老化等性能優異的材料,盡量延長建筑的使用壽命,減少部件更換頻次,從長遠角度降低原材料的消耗,實現源頭減排。例如:徐州園博園創意園場館之一竹技園,采用天然的綠色建材,竹材和木材;綜合館的搭建,應用大批清水混凝土,鋼木混合裝配式結構體系等,既安全經濟,又節能提效。
(2)充分利用創新技術手段,將地熱、風能等轉換為可儲存利用的能量,大幅度提高綠色能源、可替代能源的使用比例。例如:利用熱能置換方式對地熱資源進行開發利用;在不影響建筑物正常功能及安全的前提下,以建筑物為載體將太陽能輻射轉化為電能,采用建筑光伏一體化技術,利用建筑屋頂和外墻建設分布式光伏發電系統,在建筑物內安裝集中式光伏發電系統,通過建筑物的被動式節能設計和運行管理,實現建筑能耗大幅下降。
(3)對建筑材料生產園區和企業實施“清潔能源替換活動”,并給予相關政策扶持。比如:以屋頂、地下室、廢棄廠房、閑置場地等為重點建設區域和對象開展分布式光伏發電系統建設;在建筑材料生產過程中,實施碳捕捉和封存,比如水泥工廠的CCUS技術。
鼓勵企業和個人采用綠色建筑標準。推廣近零能耗建筑集中連片建設,推動激勵政策持續出臺,推動近零能耗建筑評價標識,鼓勵政府辦公建筑、學校、醫院率先采用近零能耗建筑設計建造。在此基礎上,加快我國建筑業節能減排對策的實施,比如,放開“隔墻售電”,完善碳交易規則,深化煤電轉換,對低碳園區給予政策支持等等。
各地住房城鄉建設部門要充分利用傳統媒體和新媒體,加大對綠色建造試點的宣傳力度,積極推廣成功經驗和典型做法,加強輿論引導和社會監督,營造全社會支持和參與綠色建造的良好氛圍。要認真總結本地區綠色建造試點工作經驗,及時向國家有關部門上報,并積極參加國家組織的相關宣貫工作。要加強國際交流與合作,學習借鑒先進理念、技術和管理經驗,不斷提升綠色建造水平。這可以作為“標準化+”中的一項社會參與活動。
發展裝配式建筑,有利于節約資源能源,提升勞動生產效率和質量、安全水平,減少施工時間與材料的浪費,降低施工過程中的耗能和排放。裝配式建筑采用預制構件建造,具有生產速度快、施工工期短等優勢,在建筑施工過程中可以縮短工期,對于建筑行業發展有著重要作用。采用預制混凝土結構,具有節能、環保、抗震等優勢,可以在一定程度上減少建筑材料浪費。在生產和施工的過程中可以節約大量勞動力,可以降低人力成本,能夠更好地控制質量,避免出現質量問題,提高工程的安全性。
數據表明,與傳統的施工方法相比,裝配式施工方法可以在每平方米建筑面積上節省65%的水,節省37%的能源,節省2%的鋼材,降低59%的垃圾,降低65%的污水排放,在生產施工過程中,基本上消除了粉塵和噪音對環境造成的影響,最終實現了綠色、低碳、節能、環保的施工。建筑行業全壽命周期可減少40%以上的碳排放量,是促進我國建筑行業向“雙碳”目標邁進的一條重要路徑。
建筑本身是為人服務,未來發展必然要著眼于建筑安全、健康可持續發展,這是適應形勢發展的需要,是建筑業轉型的首要任務,也是未來發展的必然趨勢。利用“標準化+”助力綠色建設,即通過技術創新與標準結合,建立綠色建筑標準等,實現人與自然和諧共生的工程建造活動,共同推進“雙碳”目標的實現。