城镇化建设的快速增长促进了建筑业的蓬勃发展,同时也导致建筑领域能耗持续增加,CO2的排放逐年递增。在建筑业推行低碳发展,既是国家实现双碳目标的重要内容,也符合建筑行业可持续发展的要求。
大量CO2排放造成温室效应,导致全球变暖,进而加速两极冰川融化、海平面逐步上升、极端天气频发。基于此,中国于2020年提出了“双碳”目标,即力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的碳排放目标。
结合建筑行业自身特点,综合应用信息化、数字化、智能化的手段,推动管理与技术的创新,加强产业链上下游企业间的沟通合作,强化专业分工和社会协作,优化资源配置,构建绿色建造产业链,整体提升建造过程产业化水平,对建筑业的健康发展具有重要意义。
建筑业全过程实施减碳途径
对于建筑企业来说,降低碳排放的手段主要包括节约资源和能源、减少废弃物、最大可能地利用可再生资源和能源。同时,要从建筑物的全生命周期考虑减碳策略,包括规划、设计、施工、运营、拆除,综合考虑各个阶段产生的碳排放总和。
建筑业全过程减碳实施途径示意
建筑规划初期应当科学合理布局,从片区、甚至整个城市的尺度考虑,使建筑的规划与布局更加合理,便于水分、气体和能量的交换,减小热岛效应。另外,还应增强规划的科学性与前瞻性,杜绝“短命建筑”,推广地下综合管廊,减少拉链马路,减少重复建设等。
建筑运营阶段能耗很大程度上取决于设计阶段,尤其是大型公用建筑。
低碳的结构设计包括更加节能的围护结构和屋顶绿化、高性能遮阳系统、自动采光和通风系统、智能楼宇环境控制系统等。
在设计选材阶段,应着眼于减少高碳排放量材料的应用,推广低碳材料,尽可能地采用竹木材料等可再生资源,降低碳排放。
在能源供给方面,结合地域特点,因地制宜地应用太阳能、地热和风能等可再生能源,工业废热和沼气资源,进而减少碳排放。
在废物利用方面,推动建筑垃圾等固废再生建材产品在非承重结构中的应用,打造无废工地、无废城市;推动中水和雨水的资源化利用,通过合理的收集与储存设施,将其用于景观用水、绿化用水、市政杂用水、工业用水和农业灌溉用水;探索业主定制化户型和装修,减少内墙拆除重砌造成的浪费。
在建筑节能设计中,一方面要做好门窗、墙体和屋面的节能措施,另一方面还要结合具体工程做好室内节能设计。做好建筑的采暖节能措施尤为重要,应通过合理规划采暖管 ,保证管道的保温与预防热量的损耗。
加强组织管理,更加有针对性地推行“四节一环保”,减小施工阶段材料和能源的浪费,减少施工造成的环境污染。
加强施工过程质量管控,提高工程建设的质量,减少返工或者维修次数,确保能够达到设计使用寿命。推广应用轻质墙板、预制飘窗、预制阳台、预制楼梯等装配式部件,减少现场湿作业工程量,进而实现低碳施工。
施工辅助材料尽可能采用可以多次循环利用的产品,并加强保养提高其周转率。合理设置材料堆放场地,减少材料的二次搬运。通过合理的机具选型、施工工艺和施工参数优化,减少施工过程能源消耗。
推广施工便道、围墙和消防等临时设施与永久设施相结合,推广应用虚拟样板,提高资源和能源的利用效率。推广施工阶段废水的资源化利用。
建筑运营阶段的碳排放主要是消耗能源产生的排放,如设备运行用电、用气、用油等。通过制度建设和宣传,倡导环保理念,培养低碳的行为习惯。
对于公共建筑宜配备能耗管控系统,对设备运行状态实时监控并记录能耗水耗等运行数据,实施精细化能耗管控策略,根据室外天气状况、室内人员需求,对照明、空调等能耗设备运行状态实行自动控制,降低运营能耗。
对于住宅,推广应用智能家居系统,及时关闭不用的电器,节约能源。通过定期对建筑和设备进行检查和及时维护,提高建筑物以及设备、设施等的使用寿命。
实施精细化拆解,提高拆除物再利用的价值。针对一些老旧城区的拆除工程可基于工程整体环境和结构设计,对拆除主体进行精细化区域划分,结合静力切割、水射流等技术对建筑设施进行精细化拆除,从而实现建筑低碳、安全、经济、高效、环保的拆除目标。
建筑业实施减碳目标策略
充分发挥政策与法律制度的指引作用,综合运用财政、税收、法律、经济以及行政手段,对低碳建造产业链上的相关企业予以支持,推动低碳材料、低碳建筑技术以及绿色能源的推广与应用。从同渠道以多种方式对低碳理念和减碳举措进行宣传,让业主、施工方、运营方等各方主体都能主动参与到减碳行动中来。
同时,各级政府应当加强碳排放权的登记、交易与结算管理,不断推进低碳产品的认证,制定财政支持、强化监督执法,引导低碳生产与消费。
采用低碳原则对现有标准体系进行审查,推动相关标准完善。例如,在能够采用低强度建材满足功能性需求的场合,尽可能地采用低强度产品,将好的天然骨料用在承重结构上,将再生骨料用在园林工程中,建立建材产品梯级利用的体系。
开展低碳建材与低碳建造技术研究,并进行推广应用。重点研究低碳材料,尤其是可替代高碳排放量水泥的胶凝材料。同时,还有必要研究高效的施工设备、低碳施工工艺、低碳建筑结构形式、低碳拆除,以及固体废弃物、废水的资源化利用,研究延长建筑寿命和提升周转材料寿命的方法。另外,减碳技术应该针对地域特性开展研究,做到因地制宜。
在企业管理层面,建筑企业需要将低碳理念融入企业文化以及管理制度中,加强管理制度以及技术创新,提高管理人员和技术人员在低碳发展方面的理论水平。不断引导企业向环保节能、绿色低碳的方向发展。
在项目管理层面,重点推进建筑材料和能源的节约,减少各种材料的浪费,减少电、油等能源的消耗。在房地产开发领域,可以让业主参与户型设计阶段的工作,提供可定制的住房,这样可以减少业主装修阶段的拆除。
同时,充分运用信息化手段,持续加大对减碳项目的监管工作,建立实施监控系统,完善管理制度,使管理过程无死角、无漏洞。精化和完善各项绿色建筑检查指标,并将这些指标同员工的绩效和业绩联系起来,让减碳的理念更加深入人心并在全体人员中流行起来。
针对不同类型的工程,开展基于双碳目标的工程示范,总结相关经验,形成可推广的技术和示范工程。组织开展低碳建造技术培训以及交流论坛,提升管理人员及技术人员的认识水平。同时,对低碳理念进行广泛的宣传,举办相应的科普活动,让每个管理者、工程技术人员甚至社会大众都能主动参与到减碳行动中。
总结
“双碳”目标在建筑行业中的实现可通过“政府引导、标准加持、企业配合”的模式逐步实现。
在建筑的建造和使用过程中,应从建筑物的全生命周期考虑减碳举措,对建筑物建成全过程进行质量控制,大范围的使用绿色低碳材料、采用新的施工工艺、不断完善和更新相关标准和规范、开展低碳管理制度研究是降低建筑业碳排放、提高建筑业能源和资源利用效率的有效方式。
论文全文发表于《科技导 》2022年第11期,原标题为《建筑业减碳途径及实施策略》
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