編輯 / 符媛

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編者按:習近平總書記在巴黎氣候大會和第七十五屆聯合國大會上向世界提出的2030碳達峰承諾和2060碳中和目標為中國的綠色發展提出新的要求。綠色建筑及裝飾是建筑行業企業一直以來的不二選擇和探索研究的方向。中國建筑設計研究院有限公司隸屬于國資委所轄的大型骨干科技型中央企業中國建設科技集團股份有限公司。其綠色設計研究中心專門面向生態城市和綠色建筑領域的創新機構。綠色建筑作為 “雙碳” 目標實現的重要發力點之一,應該如何與之結合發展,本期 《中國建筑裝飾裝修》 雜志對話中國建筑設計研究院有限公司副總工程師、綠色設計研究中心主任趙昕,請他結合其研究和實踐經驗,梳理綠色建筑相關的內涵和在中國的發展路徑。

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《中裝》:“雙碳”目標(碳中和、碳達峰)會給建筑業帶來怎樣的改變?
趙昕:“雙碳”的存在由來已久,最近由于習總書記發言中的承諾成為了熱點。碳中和與碳達峰之間確實也有非常大的跨越。從新聞中我們可以看到,北美、歐洲、包括北極整體溫度都在上升,洪水、持續降雨等極端天氣也極有可能是全球變暖在氣候現象上的一種體現。我們希望通過控制全球碳排放量以減緩全球變暖的速度,目前看來全球平均溫度上升不超過2℃這個目標有比較大的難度。
中國目前碳排放總量世界第一,我們承諾的“雙碳”目標對推動整個世界遏制全球變暖有很大作用。國際社會也給予了我們充分的肯定。
關于碳的控制,我們最早關注到能源領域,化石能源燃燒排放的二氧化碳就是最直接的溫室氣體。以前全世界,包括中國,一直在工業類能源方面想辦法,但是隨著城鎮化進程會發現,越發達的國家,整個城市的用能、用耗比例慢慢會超過工業能耗的比例。我們國家正處在城鎮化飛速發展的過程中,李克強總理的政府工作報告中提到,到2030 年我國的城鎮化率會達到70%。在這種情況下,我國城市的能耗可能也要超過工業能耗。
以二氧化碳的“碳”為代表的溫室氣體會造成全球變暖,因此我們需要控制溫室氣體的排放。除了二氧化碳,還有許多其他的溫室氣體,比如制冷劑;電子工業也需要用到很多合成氣體,比如“六氟化硫”;還有甲烷,既是燃料,也是很多化工的原料。隨著人類科技的發展和社會的進步,溫室氣體的排放量會越來越多。
建筑業并不是能源的生產者,而是能源的消費者,我們也不是材料的生產者,而是是材料的消費者。建筑行業對于整個碳排放最大的影響實際上在于建筑是能源、材料等的應用方面。中國是全世界建筑建造規模最大、耗費的資源和材料最多的國家,整個建筑業的發展形態如果能夠在節約能源、材料上做出更多的努力,會直接影響到能源行業和材料行業,這對全社會碳排放具有很大影響。我國經濟的發展有一段時間與房地產行業相伴發展,這說明了建筑行業對全國各行各業的強帶動力和推動力。那么如果建筑行業在碳排放上做出非常積極的努力和貢獻,也會極大地帶動各行各業共同行動。

趙昕
中國建筑設計研究院有限公司副總工程師綠色設計研究中心主任教授級高級工程師注冊公用設備工程師
《中裝》:綠色建筑的具體內涵都有哪些?
趙昕:綠色建筑出現的原因是人們希望從建筑和城市角度為應對氣侯變化做出一些努力,實現可持續發展。我們國家經常講綠色建筑要“天人合一”,就是說建筑和城市的發展要符合地球的自然規律。
綠色建筑是面向當前與未來的需求,對環境、社會與經濟采取平衡的技術方式;它期望能夠獲得長久綜合效益的最大化,是建筑行業可持續努力的一種思考方式;推動綠色建筑發展是推動建筑行業提質增效和產業升級的一種戰略發展方式。
英國、美國和德國在綠色建筑標準上的原則一致,中國稍微有點變化,但差別不大。差別最大的是日本,他們運用性能和負荷之間的對比來評估建筑的綜合性能,我覺得這是特別好的一種思路。
其實各國綠色建筑的標準和認識核心都一樣,就是可持續發展,我們也叫三重底線,即環境效益、經濟效應和社會效三者的平衡,這要求我們不能只為追求短期的經濟效益而破壞環境,或者是給社會造成不良影響。地球上所有在建筑中能用到的先進技術,在中國基本上也都能達到,其應用的主要障礙是成本問題。但是所有的技術和產品組合起來在很長時間內能否起到一個良好的綜合和整體效果,不僅僅是中國綠色建筑發展的關鍵問題,也是全世界綠色建筑的關鍵問題。
黨中央提出的我國發展五大理念是:創新、協調、綠色、開放、共享。我們認為“綠色”是可持續理念,“創新”是解放思想,“協調”是系統思維,“開放”是主動打破壁壘,也就是說綠色建筑不僅僅是建筑行業的事情,而是需要全社會共同關注。“共享”是最大邊際效應,我們做綠色建筑是希望使全社會受益。這幾方面目前遇到了理論和方法上的瓶頸,要用一些新的思維和方法才有可能突破,這也提醒我們在信息時代,要用新的理論和方法去解決發展中的各種問題。
《中裝》:我國綠色建筑經歷了怎樣的過程,目前處于什么水平?
趙昕:綠色建筑的起始時間可以溯源到上個世紀60 年代,當時提出建筑和生態應該做結合,提出了生態建筑的概念。在此之后歐美經歷了一次比較嚴重石油危機,引起了全社會節約能源、少用石油的意識,由此在建筑領域產生了節能建筑的概念。大概到了80、90 年代,在全球范圍內產生了可持續發展的理念,具體到建筑層面,就是綠色建筑。綠色建筑要求低碳和節約,能夠促進城市可持續發展,可以說是個過程,也可以說是個形態。
對綠色建筑來說,我個人認為更多的是一種理念。我們在建設、設計、建造和運行建筑的時候,能否把綠色、生態和可持續理念應用到實際行動當中。國內大概在2004 年就頒布了第一版綠色標準,2008年奧運會我們還提出了“綠色奧運”的口號。國內通過對于綠色建筑持續不斷的研究,現在對綠色建筑基本上已經有了比較系統的認知和較為完善的理論。
綠色建筑理念我個人總結有三個原則。第一個是節約資源。資源有很多,像土地資源、水資源、建筑使用的原材料,都是地球的基本資源。第二個是提高效率。建筑在建造完成以后,所有前期投入的資源就固化了。如何讓固化的資源產生更大的效用,就一定要提高它的效率,進而提升效益。第三是降低排放,或者說是環境友好。排放指的是廢水、廢氣、廢物和垃圾的排放和處理,它們不但污染環境,有些直接就是碳排放,處理垃圾也會造成大量碳排放。這些綜合在一起,就是綠色建筑非常重要的三個原則。
如何判斷一個建筑是否屬于綠色建筑,我們有兩個方式:一個是通過《綠色建筑評價標準》對比符合哪個標準,達到什么等級。我們中國叫一星級、二星級、三星級;另一個就是看建筑在真正的使用的過程中是不是狀態好、性價比高、消耗的資源少、對環境的影響小,這個可能建筑的使用者體會才更深刻。

綠色建筑原則和目標

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但大部分人不太會關心建筑的能耗狀態和對周圍環境的影響。雖然住宅建筑中有水表、電表,但是中國城市居民大部分不會有什么壓力,節水、節電的體驗不是特別強烈。綠色建筑這些年發展得不太理想,我覺得跟體驗感不強有關系。這種體驗的感覺放在更宏觀的層面能體現得更強烈,比如整個城市都是綠色建筑,對資源、能源的消耗就會少很多,雖然看似與每個具體的個體建筑沒有密切關系,但是從社會層面能夠反應出巨大的效益。目前來看我們的這種效益還不強,這是綠色建筑的發展現狀。
現在國家對綠色建筑在某些方面有強制性的要求,比如政府類投資項目要求必須是綠色建筑,但是要讓綠色建筑的理念真正深入人心還是有很長的路要走。綠色建筑不只事關技術要素,更關乎理念和思想,需要用整體性和系統性的方法解決現在的問題,才能真正實現綠色建筑的目標,實現可持續發展。在綠色建筑的實現過程中基本上大部分的要求都跟低碳緊密相關,都對減少碳排放有很好的促進作用。
《中裝》:“雙碳”目標與綠色建筑應當怎樣相互結合?
趙昕:當初提出用“碳”衡量環境這種方法的科學家們非常智慧,把對環境的影響聚焦到碳的計算上,有了計量就可以進行比較和分析。之前對于綠色建筑的評估是通過打分等形式,不夠直觀;而通過碳的評估是直接折算到具體多少二氧化碳量的排放,非常明確。

超低能耗建筑

趙昕在本刊舉辦的大會上作演講

“雙碳”目標的提出不是孤立的,對我國生態文明建設和綠色發展都有很大的促進作用。因為在這個過程當中,一定會導向節約資源、提高效率,降低排放。
要實現碳達峰首先要實現減排。據我們的研究,隨著經濟的發展,我們的單位建筑面積或人均建筑用能、用水量是增加的。我國人口相對穩定,所以隨著城鎮化進程和人民生活水平的進一步提高,資源總需求量應該是趨高的。只有堅持綠色理念,奉行節約、高效的原則,才有可能實現在滿足更高需求的同時,控制整體資源消耗量不再提高甚至越來越低,同時減少對環境的影響和相關碳排放。
2030 年實現碳達峰,就意味著從2030年開始,中國每年的碳排放總量只能減少,不能增加。這就需要全國各行各業共同提升才能達成目標。
我們還提出2060 年實現碳中和。中和碳的能力就是把空氣中二氧化碳固化的能力,比如說植樹造林等。碳中和要求排出的碳和從空氣中吸收的碳相抵消,相當于一段時間內對整個自然界沒有排出碳。
碳中和一方面通過要通過可計量的方法進行碳量控制,另一方面在時間上有合理的時間周期限制,“雙碳”目標比以前的可持續目標都要具體得多。有清晰的目標可達成是一個好事情,我們現在的工作也開始慢慢結合“雙碳”目標做出很多調整,以后應該把節約和高效提到更重要的位置上。
《中裝》:在綠色建筑過程中,建材企業、裝飾企業應該注意哪些問題?
趙昕:我認為全行業各個領域,不只是材料領域或者裝飾領域,都應該對自己的企業做一個碳管理。比如建材生產類企業,肯定有原材料和能源的消耗貫穿在生產和運輸等活動中,企業可以通過有效的碳管理計算出單位(以噸、塊、件、體積)建筑材料的碳排放強度,同時追蹤產品全生命周期碳足跡,就可以思考在哪個環節進行升級改造,從而節約資源、降低碳排放和提高效能。
我們的建筑都是由建筑材料、設備、部品等組織起來的,裝飾裝修也是如此。相對于建筑工程,裝配式裝修的工業化使其所使用的水泥、鋼筋等原始材料逐漸變少。在建筑全生命周期這么長的過程中,肯定要不斷進行裝飾裝修、材料更替,因此裝飾裝修所用材料的低碳性非常重要。建筑行業的材料企業、設備企業、部品企業做好碳管理,確定自己產品的碳排放強度,把碳足跡整理出來,就可以更好地研究如何降低產品的碳排放強度。我們建議大家都把碳排放強度的標簽貼在產品的說明書上,這樣工程建造企業、裝飾裝修類企業、設計師們可以依此計算工程項目的總碳量,分析選擇同類更低碳的產品。如果整個建筑的設計和建造過程中都更多使用低碳的材料,就會影響整個產業鏈,進而促進上游研發、生產更低碳的能源,更低碳的材料,形成良性的低碳生態系統。把“碳”計算清楚,流程梳理好,系統管理好,我們就會有一個很好的控碳基礎。
《中裝》:設計企業在整個綠色建筑流程中應該去做哪些工作?
趙昕:在研究綠色之前我做了多年的設計工作。對一個建筑工程來說,設計階段可能是投入時間最少,但影響最強的一個階段。都說照圖施工,設計的出圖以后基本上建筑的形態、規模甚至造價都有一個框架,都在控制范圍內。在前期階段的設計實際上是模擬了一個建筑過程。在設計中確定了使用什么材料、數量多少、這個建筑將具備的功能、使用哪些設備、未來能為多少人服務,以及跟周邊的關系等等。這些都是基于我們的推斷或者假想,跟實際會有所區別,但必要環節和內容都是控制比較全面的。對于碳排放也是如此,設計階段是整個過程的控制階段,非常重要;而后期運行階段則是花費最大、控制力最弱的階段;施工階段、建造階段介于這兩者之間。
全生命周期理論里面有三個要點:第一個要點叫LCA,“全生命周期環境評價”,LCA 的一部分就是碳排放的評價,因為碳排放就是綜合大氣環境的影響;第二個叫LCC,“全生命周期的成本評價”;第三個叫LCD,“全過程生命周期的設計”。LCD就是強調設計的重要性。

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綠色建筑在前期階段要把設計做好,首先設計師要具備綠色低碳的理念。全世界對綠色低碳也沒有一個統一的看法,各有各的道理。對于現在的研究來說,我認為首要的是節約。綠色建筑里有一個名詞叫“無功能的裝飾性構件”,就是指沒有承載建筑功能的建筑部分,在綠色建筑里要減分。裝飾有功能和美化的目的,裝飾如果既有裝飾效果又有功能性就是加分的。有一些建筑造型奇怪,它的目的絕對不是因為節約材料,也不是解決能耗,那么無論它運用了多新、多好的技術,從根本上就是背離綠色的目標和原則的。
第二是高效,系統運行起來效率要高,也就是我們用更少的資源和能源做更多的事情。比如使用更高效的空調、電梯、照明等,會帶來成本的直接增加,但運行中資源的節省可以抵消一部分成本。對于高效,我的觀點是技術不一定多么先進,只要對建筑的整體貢獻更好就是高效。從這個層面來說,綠色建筑還有很多可研究的地方。
第三就是減少排放。建筑本身不用鍋爐、不燒燃氣、燃油、煤,沒有直接的碳排放。我認為變成一個全電動化的建筑可能是未來的一種趨勢。全電動化的建筑是沒有直接排放的,只有間接排放,因為使用了電,從能源產生端本身低碳效能提升使整個社會的效能提升。電的計量是很準確、很直觀的,這會從控制上使整個系統簡化。實現全電氣化一定是從設計的角度出發,考慮如何在運營中的盡量省能源。我們要時時刻刻把握這些原則,堅持綠色、低碳、可持續的理念,就會把以前的很多想法做出合理的調整。
《中裝》:如何在建筑設計中將綠色建筑的原則執行下去呢?
趙昕:建筑設計是一個很成熟的領域,也有很多的專業來配合。綠色建筑的設計方法稱為“整合設計”。整合設計并不是要換人,而是在原有設計師人員和過程的基礎上,可能要加入一些人和過程,大家一起來確定目標。
展開來說,在整個建筑產生的過程中,一般是總建筑師或總設計師起主導作用。在裝飾裝修工程,一般是內裝設計師為主導,更多關注在表現力等方面。但從低碳和綠色角度來看,表現力肯定不是第一關注力。那么就可能需要在主導權上設立一個目標主導,也就是甲方、設計單位、施工單位、運營單位等,目標都是把資源、能源效率、排放加以控制,在具體問題上可能由所占比重較大的專業來主導,以實現整體目標。從整合設計的角度來說,就是以目標為導向,不設過多限制,一起想辦法、做協同,進行知識、信息的交互等。這種形式實現起來是有難度的,目前可能還做不到,需要一個逐步的過程。
我們的信息手段在不斷提升,像BIM就是一個新方向。這個嘗試可能在應用中還存在問題,但它確實通過一個平臺整合了信息,對整體目標的實現更有利。
整合設計的基礎是目標的設定,而不是規范。規范是底線,各專業設計要滿足各自的規范,但綠色、低碳、可持續是更高一級的要求。用滿足底線的思維實現更高的需求是不太可能的,而追求更高需求的同時是否對底線的負面的影響或牽制,這是未來建筑設計要解決的問題。
隨著科技、信息手段的發展和建筑材料的不斷革新,我們的工具、方式和方法也會發生變化。但可以肯定的是,越是運用整合設計和系統思維,在整個建筑實現的過程中設計能發揮的影響力就越強,甚至可能會成為一個決定性的影響力。

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