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探尋裝配式建筑實現“雙碳”目標之路

2022-07-07   閱讀:792

近日,中國城鎮化促進會城鄉融合發展專業委員會會長胡永生在《中國建設報》發表《探尋裝配式建筑實現“雙碳”目標之路》一文。現將全文轉發如下。

我國的“十四五”規劃立足于碳減排、碳中和及環境可持續發展舉措,加強控制碳排放的措施,走出更加科學、健康、環保、清潔、低碳的現代人類居住生產生活之路。據統計,建設行業碳排放量占全球碳排放總量的38%,但綜合建設行業上下游配套部品、設施設備、裝飾裝修等行業,總碳排放量占全球碳排放總量的70%。減少中國建設行業和建筑本身的能源消耗量及碳排放量,進一步細化碳減排行動,對實現碳減排、碳中和目標非常重要。


“雙碳”目標下的建設思路

研究建設行業的碳排放,需要理清建筑全生命周期的全部能耗類別和數量。

●對裝配式建筑進行重新定義。

現代高科技技術和產業化制造工藝條件下的裝配式集成建筑是可以生產新能源的,其產生的能源余量對外輸出進行能源和碳排放指標交易,創造經濟效益,還可以滿足國防、災害應急需求。為此,應重新對裝配式建筑制造進行多方面全系統發展評估規劃。

●制定綠色低碳發展策略并付諸行動。

推動在低碳前提下的可再生新能源產業、能源交通運輸倉儲產業、低碳產業發展,推動綠色低碳裝配式建筑和城鄉建設綜合發展。

●編制減少能源消耗系統化解決方案。

傳統建設行業時代,將自然資源轉化為材料和產品等生產行為附帶產生的能源消耗、環境污染和二氧化碳排放屬于無限制、無計劃方式,完全可以對其編制系統化解決方案,從而可以作出巨大的碳減排、碳中和貢獻。建設行業必須明確減少能源消耗、減少碳排放總量的計劃和限制,以確保我國總體環境水平保持在可持續發展的范圍內。在城鄉建設過程中,裝配式建筑可以發揮先行主導作用。各行各業發展均離不開建設,抓住建設行業這個關鍵環節,植入雙碳理念和技術,梳理思路、制定雙碳目標戰略,指導行業執行。

我國建設行業的科技研發能力、加工制造能力、安裝能力、管理能力等均位于世界領先地位,預計在未來10年~20年里,我國的新建裝配式建筑將占全球總量的50%以上。我國每年新增約20億平方米建筑面積,如果不對建設行業的能源消耗制定計劃性、限制性系統化解決方案,建設行業全產業鏈的能源消耗和碳排放量會相應攀高。為了減少建設行業的能源使用量和碳排放量,采取進一步碳排放總量的限制行動,對于實現碳減排、碳中和目標將非常重要。


改變傳統建設觀念

通過觀念的提升與轉變,重新定位建設行業,推廣裝配式集成建筑,使建筑不再是能源消耗體,而是轉換為生產新能源的空間載體。通過改變觀念,將裝配式建筑建設過程中各項專業技術、工藝、設備整合為一體化集成系統,明確“雙碳”規劃評估目標定位,系統化科學集成設計,產業集群化加工制造、安裝、維保,數字化全程運營管理,可以有效減少建筑的能源輸入需求,增加綠色新能源生產功能。

●制定碳減排、碳中和標準。

建設行業及其全產業鏈成員,必須明確在城鄉建設項目中的碳減排、碳中和標準,在每個裝配式建筑的全生命周期內(包括設計、選材、物流倉儲、加工制造、安裝、維保、運行管理等環節),按照碳減排、碳中和標準,將能源消耗和碳排放量降至最低。

●建設行業實現碳減排、碳中和的步驟。

建設行業實現碳減排、碳中和的步驟包括:制定標準規范評估目標;計算碳平衡最佳值并嚴格遵照執行;優化簡化裝配式建筑產業集群化、低碳化生產制造工藝;減少建筑材料的使用和物流倉儲的能源資源需求;選擇對環境影響小的綠色材料及新能源產品;使用節能低碳材料和技術,降低建筑用電、水、氣需求,把建筑作為生產新能源的空間載體,實現污水、垃圾源頭資源化分類收集,循環再生重復利用;實現建筑設計、生產、制造、安裝、維保、運營管理數字化、一體化、系統化。

●現有建筑產生碳排放的因素。

現有建筑產生碳排放的主要因素包括:建筑的建造過程中使用的全部材料、設施、設備等及其生產流程所產生的碳;建設建筑物流、倉儲、制造、安裝過程中所產生的碳;建筑使用運營管理過程中所產生的碳;建筑搬遷、拆除或設備改造安裝、裝飾、裝修、部品配套過程中所產生的碳。


實施方法探討

在未來的城鄉建設過程中,要實現碳中和,應盡量采用裝配式建筑,從規劃設計開始嚴格限定材料選擇、物流倉儲、生產制造、施工安裝、運營維保等階段的碳排放數量,要編制碳平衡規范及評估標準等,精細化計算建筑在全生命周期內產生的碳排放量。

此外,需要所有產業相互協同合作,在整個城鄉建設過程中持續不斷評估跟進,強制性執行“雙碳”達標標準程序流程。優化裝配式建筑新材料以滿足碳中和的新生態環境,優化技術屬性,針對新能源生產進行整合設計,充分利用建筑外立面和樓內余量空間進行污水、垃圾源頭資源化處理的設施設備一體化設計,進行碳中和及氣候環境影響測算,優先選擇可再生、可循環、可重復使用的建筑材料,設計能源生產系統和污水、垃圾源頭資源化分類回收再利用系統,實施以碳減排、碳中和為前提條件的建設,推動中國城鄉建設可持續發展。

●制定城鄉建設全產業生命周期的碳減排、碳中和計劃。

嚴格計劃城鄉建設及運營過程中每一個產業、每一個階段的碳排放,推動我國城鄉建設可持續發展。實現碳減排、碳中和目標,可以通過裝配式建筑技術和系統化設計方式來實現。

●探索碳抵消方式。

可以通過風力、光伏、涌浪、潮汐、生物、磁力、地熱等綠色新能源和電力資源的獲取,實現部分碳抵消。

林業和農業種植也可以實現部分碳抵消。例如,擴大森林和農作物種植面積,利用植物吸收實現部分碳抵消。

回收既有碳排放資源,通過再次利用消除溫室氣體后,再釋放到大氣中。例如,通過收集既有垃圾填埋場甲烷等溫室氣體,作為可再生能源發電、制冷、制熱,以實現碳抵消。

●加強既有建筑改造保隔溫技術措施和新材料應用。

在既有建筑和農業設施所有外立面的采光窗加裝光伏發電玻璃,既節約能源,又可以生產新能源。

●推廣智慧化低碳建設技術。

智慧化低碳建設技術是采取節能新技術避免碳排放的一種建設技術。智慧化低碳建設技術通過使用低碳材料和新技術設計來降低甚至避免碳排放,實現減少碳排放指標的量化計算,再進一步實現碳排放指標的貨幣化獎勵。可以盤活存量,統計審查和密切評估現有存量閑置資產,提高存量閑置建筑使用率,減少新建項目,以降低碳排放總量。

●使用預制模塊化裝配式建筑技術。

使用新的裝配式建筑施工材料和施工技術,可以實現安全、高效、快速、低成本、環保、可循環、客戶定制化生產制造等優勢的完美結合,實現總體建設工時下降70% ~ 80%,建設總成本下降到與傳統建造方式價格相同。預制模塊化裝配式建筑技術是一種全新的系統化建筑制造方法,運用該技術制造的建筑物,其內外結構、圍護系統、設備、管線、部品等都由工廠按設計精度預制生產并加工完成模組化的組合構件,所有組合構件運輸到施工地,按設計圖紙配置在建筑相應單元中,組裝成完整建筑。預制模塊化裝配式建筑技術可以在全產業鏈進行統一數字化管理,提高建筑綜合品質。在制造過程中,既可以降低勞動力數量和成本,還能減少水、電消耗和噪聲污染,在使用環節也更加高效節能。同時,相比傳統建造方式,能夠有效縮短工期。

●推進智慧化數字管理和運行。

實施智慧化數字管理和運行,必須采取智慧化裝配式建筑技術,幫助監控、評估、統計能源消耗及碳排放數據,以促使建筑減少對能源的高耗無效使用,在建筑物全壽命周期中避免或降低碳排放。具體措施包括:安裝智能表及感應器、傳感器和相關系統等,實時進行智慧化檢測評估,統計建筑的能源需求變化,并相應改變調整到最佳狀態。

智慧化數字管理和運行的更高階段,是高效生產清潔新能源。如果所有建筑物可以自主生產清潔新能源,不僅實現了低碳環保,更加具有國防戰略安全意義和實用價值。

●充分利用建筑及配套設施空間進行功能植入與擴展。

加強對建筑及配套設施外立面、內部閑置空間的綜合利用,實現美學裝飾、保溫節能、生產新能源等功能與建筑及配套設施一體化。


尋找隱含碳排放量

在城鄉建設全過程中及建筑和配套設施使用生命周期內,每一個環節都會產生碳排放量,必須對每一個環節隱含的碳排放量進行監控、評估、統計,并進行數字化管理,同時將其納入碳排放指標進行獎勵或處罰。筆者認為,實現減少隱含碳排放量可以采取以下措施。

在必要前提下,降低或逐步限制碳排放量高的不可再生型原材料使用。使用碳排放量高的原材料時,要進行綜合碳排放量及環保節能數字化管理運行評估,科學判斷其可行性。

我國的裝配式建筑技術仍在不斷發展,在研究裝配式建筑的最佳碳中和解決方案時,全產業管理、運營、設計、制造、安裝等團隊中所有專業人員的共同認知和參與是必不可少的,如果我們不能緩解氣候變化和降低碳排放量,氣候環境惡化的連鎖反應無疑會影響每個人的日常生活。未來,隨著人們對氣候環境保護的認識不斷加深,我們必須采取行動,而碳減排、碳中和規劃便是實現城鄉融合、鄉村振興、新興產業規劃建設的有效解決方案。

(來源:中國建設報)

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