21世纪以来,为应对能源危机、人口增长等问题,绿色、低碳等可持续发展理念逐渐深入人心。建筑作为能耗大户,占据了约全球40%的能源消耗和21%的二氧化碳排放总量。以有效提高建筑物资源利用效率,降低建筑对环境影响为目标的绿色建筑已经成为全世界的关注重点。随着我国碳达峰、碳中和政策与市场效益的驱动,绿色建筑的观念备受关注,被越来越多的业主、设计者和使用者所熟知。
绿色建筑不仅是建筑的一种形式,更是一种方向,与传统建筑相比,更加强调与自然和谐共生。绿色建筑提倡将节能环保的理念贯穿于建筑的全生命周期,在技术与形式上体现环境保护的相关特点,即合理利用信息化、自动化、新能源、新材料等先进技术。数据显示,当前建筑能耗已成为与工业、交通能耗并列的三大能耗之一,建筑能耗大约占全国总能耗的20%~30%。因此必须大力发展绿色建筑,助力碳达峰、碳中和目标的实现。一般而言,建筑的碳排放主要通过建材生产、建材运输、建筑施工、建筑运营、建筑维修、建筑拆解、废弃物处理7个环节构成全生命周期的排放。
有数据表明,在建筑全生命周期碳排放中,运行阶段占最大比例,约为60%~70%;其次是建材生产的碳排放,约占20%~40%,施工过程约占5%~10%左右。通过科学的整体设计,采用自然通风采光、低能耗围护结构、新能源利用、水循环利用,更广泛地利用自然资源,实现资源循环利用,可以有效减少建筑运行阶段的能源消耗,减少碳排放。
从各种建筑工程材料隐含的二氧化碳和能耗上来看,混凝土材料均属于最低的。生产每公斤混凝土产品或结构隐含的二氧化碳当量介于0.05~0.3公斤(从素混凝土砌块到高强钢筋混凝土)。然而,混凝土的使用量实在是太大了,全球每年建造房屋、水利、交通、市政设施等工程的混凝土用量以百亿吨计。混凝土虽然单位重量的碳排放不高,但乘以巨大的用量就带来了很大碳排放总量。钢材作为一种强重比较大的建筑材料,其强度是混凝土的20倍以上,而密度仅是它的3倍左右。所以钢结构建筑所用的材料少、结构自重轻,可以实现更高的高度、更广的跨度和更大的室内使用面积。而且钢结构建筑在其服务期结束后可将钢材拆解,重复使用,这也是其他传统建材所不具备的低碳特性。选用高强度、高性能、高耐久、耐腐蚀、抗老化材料,延长建筑使用寿命,降低部件更换频次,从长远角度也可以降低原材料消耗,实现源头减排。
以浙江绿筑集成科技有限公司(以下简称“精工绿筑”)建造的浙大紫金准乾科研楼为例,采用PEC钢-混凝土组合结构体系和蜂窝梁,减少结构用钢量约20%,超高性能混凝土(UHPC)的应用减少了外墙混凝土用量约30%,采用轻质非砌筑内墙,减轻墙体重量约30%,以上结构重量的减轻,不仅减少了材料的消耗,直接降低了碳排放,同时也缩短了工期,降低了造价,一举数得。
发展是硬道理,节约是大战略。精工绿筑作为精工钢构集团旗下一家具有建筑工程施工总承包一级、建筑行业(建筑工程)设计甲级、中国钢结构制造特级等建筑业资质装配式建筑企业,在建造、施工环节把节约能源资源放在首位,建立涵盖设计、生产、施工等不同阶段的协同设计机制,按照标准化、模块化原则,在全专业、全过程中运用BIM技术对空间、构件和部品进行协同深化设计。通过生产、施工各方的前置参与,避免设计中的错漏碰缺,提高部品部件适配性,提高工程易造性,减少返工浪费。这些技术的使用,使得项目设计周期减少80%,设计人力消耗减少90%,同时极大地提高了制作与安装效率,减少了材料的切割与损耗。
在精工绿筑的建筑项目工地上,已难见到四处林立的脚手架和来回穿梭的工程车。机器的轰鸣归于寂静,废料的堆砌化为整洁——这得益于精工绿筑采用合适的安装工法、制定合理的安装工序。
精工绿筑采用工厂智能化的产品制造技术,实现精准下料、精细管理,降低建筑材料损耗率,监控重点能耗设备的耗能,加强施工设备的进场、安装、使用、维护保养、拆除及退场管理,减少过程中资源消耗。采用工程总承包、全过程工程咨询等组织管理方式,通过融合BIM、GIS、二维码、物联网、大数据等现代科技,通过自主研发的全生命周期BIM+项目管理系统,实现了从设计、采购、生产到施工的全过程一站式管理,极大提升了项目管理效率,实现项目进度、质量、安全、成本的全过程追踪,整体提升绿色建筑管理集约水平,间接减少了碳排放。
新模式的使用,可以使整个项目减少70%的人工和20%的材料,在施工过程中减少80%的粉尘、90%的建筑垃圾和90%的噪音,同时工期也能缩短约70%。目前,精工绿筑业已形成“住宅、公寓、学校、医院、办公”五大装配式集成建筑体系及成套技术。在上海、绍兴、温州、丽水等多地的项目实践中已成功应用,受到了业主和当地相关政府部门的一致好评。
发展绿色建筑关系到我国建设低碳经济、实现双碳目标、保持经济可持续发展目标的实现。如今,深度践行绿色发展理念、大规模推广绿色建筑,已成为助力经济高质量发展的新引擎。精工绿筑将充分发挥科技创新对绿色建筑的支撑作用,加快节能减排、碳补偿等前沿技术的研发和应用推广,用成熟的管理理论和技术来为业主提供服务,帮助建筑行业产业链企业集合优势,共同推进绿色建筑集成解决方案,助力绿色中国发展。
(作者单位:浙江绿筑集成科技有限公司)