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“双碳”背景下建筑行业应对策略及发展路径

       “十四五”时期是实现低碳发展的关键时期,各行各业均积极落实节能、环保、低耗的各项举措。在建筑领域,绿色建筑、生态建筑、低碳建筑等渐受公众青睐。本文基于建筑与“双碳”关系,结合当下建筑行业存在的问题,对建筑行业发展路径进行剖析,致力于推动建筑行业产生更大的经济效益、社会效益和生态效益。

机遇:基于“双碳”背景的契合关系

       2021年2月22日,国务院印发了《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》,提出建立健全绿色低碳循环发展的经济体系,确保实现碳达峰、碳中和目标。在此要求下,各行各业都在多途径减少碳排放,以期用绿色、低碳的方式助力“双碳”目标的实现。

       在建筑行业中,碳排放贯穿建筑的全过程,前期施工、中期维护到后期拆除,每个环节都可能因为技术、选材等因素增加环境负荷,这些问题的存在不仅阻碍了生态文明的进程,也对经济、社会、生态环境都有潜在危害,亟待构建建筑与生态共生的多元体系,以人为本、以环境为基,实现建筑行业在新形势下的转型。

困境:基于“双碳”理念的凸显问题

       过度能耗造成资源浪费
       目前,我国北方的冬季供暖仍以化石能源消耗为主,很多老旧小区以燃煤、燃气锅炉的方式取暖,有数据表明,居住建筑和公共建筑的供暖碳排放占运行碳排放的比例分别为70%和43%,且因资源利用率低、供暖消耗量大等原因,持续对环境造成不可逆转的负面效应。

       废弃物增多加重环境压力
       当今,社会高速发展,无论城市还是乡村,都伴随着大量新建、改建、拆除工程,这些活动中产生了数量庞大、成分复杂的建筑废弃物(也称建筑垃圾),它们的存在对经济、社会和生态的负面影响巨大。在我国,常见的建筑废弃物有砂石块、泥土、废旧混凝土块、砖瓦碎块、陶瓷和竹木等,在发展态势良好的城市,这些废弃物可达到城市垃圾的30%~40%,且有上升的趋势。同时,不当的垃圾处理技术和手段极易造成二次污染,进而增加对环境的破坏。 

       布局不当影响价值效益
       城市化程度高的区域常伴随着大量人口涌入,带动着与之相关的产业发展。在建筑领域,很多开发商为提高经济效益,往往见缝插针地扩大容积率,建筑使用价值、环境生态价值大大降低,引发采光不足、通风性差、绿化率低等一系列问题,不利于“双碳”目标的实现。

对策:基于“双碳”目标的应对策略

       新技术支撑发挥能源效益
       在能源方面,降低碳排放主要通过两种途径,一种是能源替换,即降低对传统不可再生能源的使用率,提高可再生能源的使用率,目前常见的可再生能源有风能、水能、太阳能等;另一种是提高能源的利用率,使有限的资源发挥更大效益,如光热、光电转换技术,生物质能转换技术,还有新型的整体煤气化联合循环 (IGCC)、整体煤气化燃料电池联合循环 (IGFC)等。

       资源化利用提高废弃物价值
       建筑建造中产生的废弃物以固体废弃物为主,废弃物的集中利用可以降低二次施工成本,减少对环境的危害,针对不同种类的废旧建筑材料,我们需要采取不同策略。

       木材类。在建筑施工中,木材的使用频率较高,用量较大,很多废旧木材都会进行二次使用,如制成复合板、制作家具等,部分不能二次使用的木材废料,可以用来造纸或制作成气态燃料。

       砖石类——一般砖石。废旧砖石拆卸时会破坏原有结构,变成形态各异的石块。通常来说,砖石的处理主要有两种方法,一种是将废旧砖石碾碎,形成骨料搭配沥青进行铺路;另一种是将砖石在高温下重新烧制,变成空心砌块砖、水泥材料等。

       砖石类——混凝土。混凝土作为城市建设的重要建筑材料,需求量一直在增加,废旧混凝土主要加工成再生混凝土和再生水泥,部分时候碾成粉末作为填充材料来增加结构强度。

       金属类。金属类材料主要是指钢铁,由于处理这些废弃物的成本远超过钢铁本身的价值,因此很多厂家都会集中回收钢铁,进行二次利用。

       全生命周期的设计方式
       碳排放伴随建筑的全生命周期,合理的设计能够使碳排放始终处于较低水平。零碳建筑基于零碳城市的概念提出,是一种理想化的建筑,以现有的技术水平,很难实现真正的零碳。在低碳建筑设计时,设计师会倾向于两点考虑,一是通过适当的围护设计降低建筑的能耗,二是将建筑的能耗来源由不可再生能源转化为可再生的清洁能源,进而达到低碳的效果。因此,我们要基于建筑与“双碳”的契合点进行全生命周期设计,在前期选材、建造上下足功夫,降低碳排放量;在中期使用中定期进行监测维护,保证建筑的可持续;在后期拆除时采用合理的方式,降低对环境的污染,将废弃物再利用,进而保护环境。

       健康为本的设计理念
       在《健康建筑评价标准》(T/ASC02-2021)中,健康建筑的定义为:“在满足建筑功能的基础上,为建筑使用者提供更加健康的环境、设施和服务,促进建筑使用者身心健康、实现健康性能提升的建筑。”健康建筑源于绿色建筑,并在其基础上衍生出健康属性。从空间的环境属性上来看,室内的空气、水质、热湿、照明、声音(噪声)都是影响健康的典型因素,它们通过不同感官影响着人的生理和心理状态,具体反映在建筑选材、空间布局上。

       在材料上,建筑宜以便利性、普适性材料为主。便利性主要指材料易获取、易建造、易分解,直接或间接降低运输、建造(含二次利用)、废弃物处理成本;普适性则是适用于不同场景,且在生理和心理上普遍被大众所接受的材料,如中国人普遍具有亲木性、恋地性,木石类材料往往更易被人接受,某些场景下还能平复使用者的不安情绪。

       在空间布局上,健康建筑需亲近自然,以人为本。亲近自然是在空间中引入自然元素,在绿色节能的前提下,提高对自然的感知,如将机械送风改为自然通风,通过空间形态、开闭程度,最大化实现建筑自发的冷热循环;以人为本则是从人的心理特点和生理特点出发,在有限的资源下,追求更高的效益,如通过空间错落,增加人们可交往的灰空间,在满足人们遮阳、私密交谈等需求的前提下,体现建筑对人性的关怀。

优化:基于“双碳”效益的保障措施

       完善建筑评价体系
       综合建筑的应对策略,依据建筑流程,可以将建筑的评价体系分为四个方面,分别是建筑成本(建造)、建筑年限(使用)、价值产出(增效)、废弃物利用(拆除)。围绕这四个方面,搭建评价体系,保证建筑评价全环节覆盖,进而凸显建筑的节能低耗、资源利用。同时,评价体系应具有代表性、限定性、时效性,针对不同建筑类型选用不同的指标参数,进而将体系科学化、规范化、合理化。

       落实建筑监管机制
       建筑的投入使用涉及的主体多元,除了设计师和使用者外,还有政府、开发商、施工单位、监理单位等群体,降低碳排放离不开各群体的配合。目前,建筑监管机制并不健全,进而导致审核难度大、推进时间长、落实情况差等问题,因此需要建立由政府牵头、多方配合的监管机制,对建筑进行动态监测,保证建筑各项指标始终处于合理范围内。同时,定期对建筑能耗等指标进行公示,对碳排放超标建筑,责令进行整改。


       【刘路、武思萍、耿飒,北京林业大学马克思主义学院】 (责任编辑:wxc)