從建筑設(shè)計(jì)方面來(lái)進(jìn)行碳中和戰(zhàn)略的研究

摘要：加強(qiáng)建筑節(jié)能材料、部品、產(chǎn)品的質(zhì)量管理。開展綠色建筑全過(guò)程質(zhì)量提升戰(zhàn)略，全面推動(dòng)綠色建筑發(fā)展量質(zhì)齊發(fā)。

關(guān)鍵詞：碳中和;低碳建材;可持續(xù)

2021年3月15日，習(xí)近平總書記主持召開中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議。會(huì)議強(qiáng)調(diào)，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場(chǎng)硬仗，也是對(duì)我們黨治國(guó)理政能力的一場(chǎng)大考。

作為世界第二大經(jīng)濟(jì)體和最大的發(fā)展中國(guó)家，中國(guó)當(dāng)前仍處于工業(yè)化和城市化發(fā)展階段中后期，能源總需求一定時(shí)期內(nèi)還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。從碳達(dá)峰到碳中和，發(fā)達(dá)國(guó)家有60年到70年的過(guò)渡期，而中國(guó)只有30年左右的時(shí)間。這意味著，中國(guó)溫室氣體減排的難度和力度都要比發(fā)達(dá)國(guó)家大得多。

從現(xiàn)在到2060年，全球建成的建筑面積預(yù)計(jì)將翻一番，相當(dāng)于在未來(lái)40年里每月增加一個(gè)紐約市。建筑占全球年碳排放量的38%，其中28%來(lái)自供暖、制冷和電力的運(yùn)營(yíng)排放，10%來(lái)自材料和建筑。新建筑和既有建筑物的碳中和應(yīng)立即采取行動(dòng)。從現(xiàn)在到2060年，全球建成的建筑面積預(yù)計(jì)將翻一番，相當(dāng)于在未來(lái)40年里每月增加一個(gè)紐約市。建筑占全球年碳排放量的38%，其中28%來(lái)自供暖、制冷和電力的運(yùn)營(yíng)排放，10%來(lái)自材料和建筑。新建筑和既有建筑物的碳中和應(yīng)立即采取行動(dòng)。

加強(qiáng)建筑節(jié)能材料、部品、產(chǎn)品的質(zhì)量管理。開展綠色建筑全過(guò)程質(zhì)量提升戰(zhàn)略，全面推動(dòng)綠色建筑發(fā)展量質(zhì)齊發(fā)。

一、碳中和設(shè)計(jì)策略

將碳的檢測(cè)和控制貫穿于建筑物的每一個(gè)環(huán)節(jié)。

1、碳中和建筑-從設(shè)計(jì)開始

碳中和建筑需要跨架構(gòu)、工程和施工進(jìn)行協(xié)調(diào)，所有團(tuán)隊(duì)從一開始就共享數(shù)字資源，以消除他們自己的工作和成品中的浪費(fèi)。需要考慮到建筑壽命的每個(gè)階段，包括使用的能源類型和項(xiàng)目建筑壽命結(jié)束后的影響。有了這些信息，團(tuán)隊(duì)就可以用正確的可持續(xù)材料和施工實(shí)踐來(lái)制定一個(gè)全面的藍(lán)圖。

2、選址。

在開工建設(shè)之前，項(xiàng)目適當(dāng)?shù)倪x位可以為減少碳排放提供一個(gè)重要的開端。

根據(jù)《洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室可持續(xù)設(shè)計(jì)指南》，適當(dāng)?shù)倪x位做法包括：

利用場(chǎng)地的地形、陽(yáng)光、樹蔭和風(fēng)能促進(jìn)節(jié)能。

3、保護(hù)現(xiàn)有植被，將建筑融入周圍景觀

選擇好的位置有助于最大限度地減少干擾，減少碳足跡，并美化當(dāng)?shù)刂脖弧＿@些措施可以有效減少碳排放。在便利設(shè)施和公共交通附近選址也可以減少交通排放。而對(duì)風(fēng)力和日光分析和反饋，對(duì)于規(guī)劃可再生能源基礎(chǔ)設(shè)施（如風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)和太陽(yáng)能設(shè)施）尤為重要。預(yù)計(jì)在未來(lái)五年內(nèi)，清潔能源發(fā)電的投資將增加一倍。

全球的業(yè)主們正在重新思考如何最好地利用他們的建筑資產(chǎn)組合來(lái)提高整體投資組合績(jī)效，同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的影響。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有資產(chǎn)組合進(jìn)行翻新和再利用，業(yè)主可以更快地適應(yīng)不斷變化的居住需求，甚至隨著房地產(chǎn)市場(chǎng)的轉(zhuǎn)型而擴(kuò)展到新的市場(chǎng)。

4、創(chuàng)意、可持續(xù)建筑設(shè)計(jì)與工程

將創(chuàng)造性的愿景和布局與材料選擇融為一體非常重要。碳中和規(guī)劃也需要重視生產(chǎn)加工方法，例如，利用當(dāng)?shù)毓?yīng)鏈消除運(yùn)輸成本有助于減少碳排放。零碳排放的建設(shè)階段取決于正確采購(gòu)和實(shí)施正確的程序。

采購(gòu)應(yīng)減少續(xù)訂，減少制造、運(yùn)輸和使用材料所帶來(lái)的碳。在某些情況下，大規(guī)模木材建筑可以通過(guò)在建筑結(jié)構(gòu)中儲(chǔ)存碳來(lái)幫助減少建筑物的碳足跡。確保所使用的鋼材來(lái)自低碳供應(yīng)鏈，并且具有高度可回收性，這在建筑的使用壽命內(nèi)會(huì)獲得回報(bào)。建筑師和工程師還應(yīng)在設(shè)計(jì)提案中具體說(shuō)明如何減少水、能源、有毒化學(xué)品和清潔劑的材料消耗。

5、低碳建材

因?yàn)榻ㄖ?0%的碳來(lái)自結(jié)構(gòu)材料，所以碳中和建筑必須選擇低碳建材。低碳建筑材料的選擇也可能包括重新利用的材料，如再生木材和再生鋼含量。僅傳統(tǒng)混凝土每年就產(chǎn)生了全球近8%的二氧化碳。新材料可以是更環(huán)保的替代品，包括：（1）由回收的建筑材料制成的磚（2）再生混凝土（3）減少碳影響的混凝土混合物。

使用新的技術(shù)和極簡(jiǎn)主義的方法來(lái)設(shè)計(jì)光滑的線條、裸露的天花板和拋光的混凝土地板也可以減少材料的使用總量。

6、精心材料組裝

準(zhǔn)備好合適的材料，就應(yīng)該精心組裝它們。更好的BIM管理和工作現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)字協(xié)作可以節(jié)省資金、能源、所需時(shí)間和材料。采用更有效的方法，如精益施工，通過(guò)更好的項(xiàng)目管理，消除浪費(fèi)，減少碳排放。

7、運(yùn)營(yíng)與維護(hù)

當(dāng)建筑工人拆除他們的建設(shè)工地時(shí)，碳中和建筑還沒有完成。建筑運(yùn)營(yíng)和維護(hù)是終身追求，提供減少能源開支和最終污染的方法。聯(lián)合國(guó)研究人員發(fā)現(xiàn)，建筑運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生的碳排放量在2019年達(dá)到峰值;更好的建筑和更智能的運(yùn)營(yíng)技術(shù)正在成為新的標(biāo)準(zhǔn)。為了實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的目標(biāo)，建筑運(yùn)維的碳排放量需要迅速減少。

占據(jù)公共建筑物能耗60%的暖通空調(diào)或中央空調(diào)系統(tǒng)，已經(jīng)成為影響我國(guó)碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵因素之一。在2021中國(guó)制冷展上，住建部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心建筑節(jié)能數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處處長(zhǎng)丁洪濤透露，當(dāng)前中國(guó)建筑面積規(guī)模位居世界第一，每年僅使用過(guò)程中的“運(yùn)營(yíng)碳排放”就達(dá)到21億噸，約占中國(guó)碳排放量的20%。

建筑業(yè)主可以最大限度地提高供暖、制冷和暖通空調(diào)系統(tǒng)的效率，使用技術(shù)和數(shù)據(jù)進(jìn)行建筑運(yùn)營(yíng)。這些可以通過(guò)先進(jìn)的傳感器和數(shù)字孿生完成，構(gòu)建不斷更新的數(shù)字模擬模型，利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)，監(jiān)測(cè)，維護(hù)和優(yōu)化物理模型的性能。這些技術(shù)還引入了預(yù)測(cè)性維護(hù)，傳感器和實(shí)時(shí)監(jiān)控可以檢測(cè)到某個(gè)設(shè)備何時(shí)將超過(guò)某個(gè)閾值，并在發(fā)生之前實(shí)施節(jié)能、省時(shí)和省錢的修復(fù)，從而使資產(chǎn)盡可能接近峰值效率。

8.建筑拆除和材料再利用

即使是即將被拆除的建筑，對(duì)于聰明的開發(fā)商來(lái)說(shuō)，也具有可持續(xù)的價(jià)值。通過(guò)Autodesk Tandem和material passports（用于項(xiàng)目的所有材料的數(shù)據(jù)庫(kù)）等程序利用數(shù)字孿生技術(shù)，舊建筑可以成為材料庫(kù)。鋼梁或磚塊，在安裝后就被跟蹤，可以被回收，并在另一個(gè)建筑里面獲得第二次生命。在建筑物被拆開之前，人們對(duì)它了解得越多，那么再利用這些材料就越容易，也越便宜。如果沒有一個(gè)清晰的路線圖，很多舊建筑最終都只能被導(dǎo)向垃圾填埋場(chǎng)，造成資源浪費(fèi)。

在悉尼，全新的brand-new Quay Quarter Tower利用了70年代舊建筑的68%，節(jié)省了相當(dāng)于10000次從悉尼到墨爾本的航班能源。

3月15日，武漢光谷職業(yè)學(xué)院校區(qū)南部10棟群樓成功爆破拆除，爆破產(chǎn)生的鋼筋、混凝土等建筑垃圾將分門別類進(jìn)行分類回收，進(jìn)行循環(huán)再生利用。

南京南部新城開發(fā)建設(shè)中，揚(yáng)棄建筑廢棄物“外運(yùn)、填埋”老路，開創(chuàng)出一條“綠色回收—綠色生產(chǎn)—綠色施工”的固廢利用全新產(chǎn)業(yè)鏈，兩條生產(chǎn)線能把100萬(wàn)立方米固體廢棄物就地轉(zhuǎn)化成建筑材料，用于道路路基下路床鋪設(shè)等市政工程。

二、實(shí)施碳中和的好處

事實(shí)證明，拯救地球也能省錢，碳中和發(fā)展戰(zhàn)略往往會(huì)加快許多階段的建設(shè)，從而大大降低項(xiàng)目成本。高能效建筑可顯著降低項(xiàng)目使用壽命內(nèi)的能源成本。根據(jù)Three Percent Club的數(shù)據(jù)，通過(guò)脫碳、電氣化、效率和數(shù)字化來(lái)提高能源效率，每花費(fèi)1美元，就會(huì)獲得3美元的回報(bào)。全球許多學(xué)院和辦公樓都通過(guò)先進(jìn)的、可持續(xù)的設(shè)計(jì)節(jié)省了數(shù)百萬(wàn)美元：斯坦福大學(xué)發(fā)現(xiàn)，激進(jìn)的整棟建筑節(jié)能改造甚至平均每年可節(jié)省24%運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

還有廣泛的研究表明，碳中和的可持續(xù)建筑使用更好的材料、增加通風(fēng)和日光、消除化石燃料和有害化學(xué)品，都為辦公樓業(yè)主進(jìn)行了有力的銷售宣傳、減少能源費(fèi)用，提高生產(chǎn)率。美國(guó)綠色建筑委員會(huì)發(fā)現(xiàn)，員工在可持續(xù)的辦公樓中“更快樂(lè)、更健康、更有生產(chǎn)力”。

三、碳中和發(fā)展的未來(lái)是什么？

碳中和發(fā)展的道路應(yīng)該是循環(huán)的。研究了循環(huán)經(jīng)濟(jì)，并估計(jì)在全球范圍內(nèi)，通過(guò)重復(fù)使用通常被拋棄和浪費(fèi)的東西，可以節(jié)省4.5萬(wàn)億美元。城市產(chǎn)生了50%的廢物，它們可以成為有效回收利用廢棄物的試驗(yàn)場(chǎng)。

碳中和的可持續(xù)建筑道路上的每一步都需要使用數(shù)據(jù)和技術(shù)連接建筑師、工程師和建筑工人，并管理材料流動(dòng)：如何采購(gòu)、組裝;以及最終拆除和回收利用。隨著它變得越來(lái)越容易和便宜并重復(fù)使用，舊建筑的磚塊和橫梁將變成更加寶貴的資產(chǎn)。隨著全球城市化進(jìn)程的不斷加快，可持續(xù)的碳中和發(fā)展將確保它們能夠真正經(jīng)受住時(shí)間的考驗(yàn)。

作者簡(jiǎn)介： 趙靜（1986-），女，碩士研究生，講師