引 言
隨著我國經(jīng)濟建設(shè)取得舉世矚目的成就,整個社會的能源消耗問題日益突出,其中工業(yè)、交通、建筑作為我國能源消耗占比最大的三個領(lǐng)域,由高速增長階段向高質(zhì)量發(fā)展階段轉(zhuǎn)變勢在必行。本文從建筑的全生命周期角度出發(fā),論述建筑工程各階段碳排放的主要因素及對策。
前期階段
前期階段重在決策,其對項目全周期的影響非常重要,決策階段對于項目低碳綠色的要求,直接決定了整個項目的發(fā)展方向,對設(shè)計、施工、使用階段提出了明確的目標和要求。
01//投資機會研究階段
本階段是對項目宏觀整體進行把控,研判項目是否滿足國家產(chǎn)業(yè)政策、行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、城市規(guī)劃的要求,是否能合理配置和有效利用資源,尤其對于“兩高”項目必須進行嚴格管控。
02//項目建議書階段
本階段是在投資機會研究的基礎(chǔ)上進行進一步的技術(shù)經(jīng)濟論證,對項目是否可行進行初步判斷。主要考慮選址的合理性,盡量避開地質(zhì)不良地段,減少不必要的地基處理成本,以及項目主要污染物及治理、環(huán)境影響評價等內(nèi)容。
03//可行性研究報告階段
本階段節(jié)能減排要重點關(guān)注以下幾個方面:場地處理時盡量借助自然地形,避免深挖高填;在用地緊張的大中城市,充分利用地下空間;整體規(guī)劃布局方案應(yīng)根據(jù)場地主要朝向、常年主導(dǎo)風向、周邊自然景觀等客觀條件,合理規(guī)劃建筑布局,充分利用自然采光、通風;對于新能源的利用等。
設(shè)計階段
要根據(jù)前期決策的內(nèi)容,進行具體設(shè)計工作,同時滿足國家、行業(yè)的規(guī)范和標準要求。本階段工作是將項目構(gòu)想落地實施的重要節(jié)點,對節(jié)能減排要求的貫徹落實,有著十分重要的作用。
01//初步設(shè)計階段
建筑平面布置應(yīng)根據(jù)建筑功能合理排布,提高空間的靈活性、可變性。對于公共建筑應(yīng)采取通用開放、自由分隔的使用空間設(shè)計,對于住宅建筑宜考慮住宅全生命周期的適用性,預(yù)留局部功能空間改造的可能性。
建筑造型方面應(yīng)簡約,減少建筑形體凹凸變化,減少純裝飾構(gòu)件的大量應(yīng)用,不刻意標新立異做奇形怪狀的建筑,以控制建筑體形系數(shù),減少建筑熱交換面積,從而降低后期運營階段中占比最大的空調(diào)和供暖能耗。
建筑立面效果應(yīng)合理控制窗墻比,在確保充分利用自然采光的前提下,盡量減小建筑立面和屋頂?shù)拇皯裘娣e。此外,外窗可開啟面積應(yīng)適當增大,加強春秋兩季的自然通風效果,這對于降低能耗和防控疫情都有積極的作用。
建筑材料優(yōu)先選擇綠色環(huán)保的新型材料、可再生材料、可重復(fù)利用材料、本土材料,以減少對環(huán)境的破壞和污染,降低遠途運輸帶來的交通污染。
提高新能源的利用率,大部分地區(qū)均可利用采用太陽能光伏發(fā)電,利用地熱資源進行制冷制熱等,從而減少對傳統(tǒng)能源的依賴,降低碳排放。
對于水資源不豐富地區(qū),設(shè)置雨水收集系統(tǒng),對雨水進行儲存回收利用。
選擇節(jié)能型設(shè)備。對于用水器具選擇節(jié)水型產(chǎn)品,用電器具采用節(jié)能型電氣設(shè)備及節(jié)能控制措施,空調(diào)通風等設(shè)備選用能效比高的節(jié)能設(shè)備等。
02//施工圖設(shè)計階段
嚴格執(zhí)行節(jié)能相關(guān)規(guī)范。近年來,我國的節(jié)能標準穩(wěn)步提高,現(xiàn)在實施的《嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》JGJ26-2018將節(jié)能標準再次提高了30%。
強制性工程建設(shè)規(guī)范《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》GB 55015-2021,將于2022年4月1日起實施,提高了居住建筑、公共建筑的熱工性能限值要求,平均設(shè)計能耗水平在原節(jié)能設(shè)計國家標準和行業(yè)標準的基礎(chǔ)上分別降低30%和20%。嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑平均節(jié)能率應(yīng)為 75%;其他氣候區(qū)居住建筑平均節(jié)能率應(yīng)為 65%;公共建筑平均節(jié)能率應(yīng)為 72%。對于規(guī)范的嚴格執(zhí)行,有利于節(jié)能減排目標的順利實現(xiàn)。
推廣應(yīng)用新技術(shù)、新工藝。隨著科技的不斷進步,技術(shù)與工藝的更新?lián)Q代也日新月異,新技術(shù)、新工藝往往意味著更好的品質(zhì)、更高的效率、更低的能耗,對于已經(jīng)相對成熟的新技術(shù)、新工藝的推廣應(yīng)用,對于實現(xiàn)低碳綠色的目標有很大幫助。
數(shù)字化信息與計算的應(yīng)用。建筑信息模型(BIM)技術(shù)的發(fā)展為節(jié)能減排提供了技術(shù)支持,通過建筑信息模型的建立和碳排放計算分析軟件的運用,可以快速、直觀地模擬出建筑運營期間的碳排放情況,同時聘請專業(yè)的能源顧問進行分析調(diào)整,最終優(yōu)選出在項目全生命周期內(nèi)綜合效益最優(yōu)的方案。
建筑設(shè)備的智能化控制。具體措施有公共區(qū)域的照明系統(tǒng)采用分區(qū)、定時、感應(yīng)等智能化節(jié)能方式控制;采光良好區(qū)域的照明控制與其他區(qū)域的照明控制分別設(shè)置;空調(diào)采取分區(qū)控制溫度等節(jié)能措施;綠化灌溉及空調(diào)冷卻水系統(tǒng)采用節(jié)水設(shè)備或技術(shù);結(jié)合雨水綜合利用設(shè)施營造室外景觀水體等。
實施土建工程與裝修工程一體化設(shè)計。土建裝修一體化設(shè)計可以直接在土建設(shè)計中把裝修接口一次性預(yù)留到位,減少了拆除、重建的施工反復(fù),節(jié)約了成本,減少了浪費。
施工階段
本階段主要工作是按照施工圖設(shè)計成果,采購建筑材料,組織現(xiàn)場施工,完成土建、安裝和裝修設(shè)計,本階段的能源消耗和碳排放達到了項目開始以來的第一個高峰。
01//建筑材料的選擇和生產(chǎn)
建筑材料選擇的好壞直接影響到節(jié)能減排的效果,不同材料的生產(chǎn)加工過程帶來的碳排放差別也很大,因此應(yīng)盡量選擇節(jié)能環(huán)保型材料,有條件時考慮廢舊建材的二次利用。
02//建筑材料的運輸
材料的運輸過程會帶來大量的碳排放,因此材料產(chǎn)地距離項目所在地越近,運輸產(chǎn)生的碳排放就越少,另外選擇合理的運輸方式也很重要。
03//施工組織
施工過程是一個受多種因素影響的復(fù)雜的動態(tài)過程,開挖回填、土方運輸、材料加工、施工建造、監(jiān)督管理、人員生活等方方面面都會給施工過程帶來影響,合理高效的施工組織,能有效減少不必要的施工浪費,從而降低碳排放。
使用階段
本階段主要是指建筑竣工后開始投產(chǎn)運營,由于各類生產(chǎn)、生活活動的進行,設(shè)備的運轉(zhuǎn),以及使用過程中各類維護工作的開展,對能源的消耗進入一個長期持續(xù)的過程,因為其時間跨度大,能源消耗總量在項目全生命周期中占比最高。
01//工業(yè)建筑
工業(yè)建筑往往是耗能大戶,其原料運輸、生產(chǎn)過程、三廢排放、成品配送等環(huán)節(jié)對能源的消耗都很大,同時對于環(huán)境污染和生態(tài)破壞的影響也不容忽視。需要在前端能源替代、中端節(jié)能減排、后端循環(huán)利用三方面建立解決問題的根本措施,促進工業(yè)產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
02//民用建筑
公共建筑和居住建筑的采暖、空調(diào)是能耗占比最高的兩部分內(nèi)容,我國的節(jié)能標準不斷提高,其目的也正是為了降低采暖和空調(diào)的能耗,此階段應(yīng)采用靈活的管理方法,提高公眾節(jié)能意識,減少能源消耗。
能耗監(jiān)測系統(tǒng)近年來在公共建筑中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,這對于建筑管理者了解建筑各類、各項以及不同區(qū)域的能耗占比,從而提出改進措施具有重要作用。
拆除階段
本階段是指建筑使用壽命到期或其他原因?qū)е碌牟鸪馕吨褂秒A段的徹底結(jié)束。本階段造成碳排放的主要因素是建筑拆除工作的能耗,以及廢舊材料處理過程中的能耗。
01//拆除工作
合理安全的拆除方式能節(jié)約大量能源,減少拆除建筑過程的碳排放。
02//廢舊建材的處理
廢舊建材的回收利用和處理都會帶來碳排放的增加,在其他建設(shè)項目中選擇廢舊建材回收利用的制成品,或在景觀鋪地等做法中直接利用廢舊磚石等材料,對于減少碳排放十分有利。
結(jié) 語
減少碳排放,實現(xiàn)碳中和,對我國由高速增長向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變具有重要意義。本文從建筑的全生命周期出發(fā),對建筑的各個階段產(chǎn)生碳排放的主要原因做了分析,通過采取有效控制措施,可以實現(xiàn)低碳建筑甚至零碳建筑的目標。
來源 | 《建筑實踐》2021年第10期
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