探尋裝配式建筑實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)之路

我國(guó)的“十四五”規(guī)劃立足于碳減排、碳中和及環(huán)境可持續(xù)發(fā)展舉措，加強(qiáng)控制碳排放的措施，走出更加科學(xué)、健康、環(huán)保、清潔、低碳的現(xiàn)代人類居住生產(chǎn)生活之路。據(jù)統(tǒng)計(jì)，建設(shè)行業(yè)碳排放量占全球碳排放總量的38%，但綜合建設(shè)行業(yè)上下游配套部品、設(shè)施設(shè)備、裝飾裝修等行業(yè)，總碳排放量占全球碳排放總量的70%。減少中國(guó)建設(shè)行業(yè)和建筑本身的能源消耗量及碳排放量，進(jìn)一步細(xì)化碳減排行動(dòng)，對(duì)實(shí)現(xiàn)碳減排、碳中和目標(biāo)非常重要。

“雙碳”目標(biāo)下的建設(shè)思路

研究建設(shè)行業(yè)的碳排放，需要理清建筑全生命周期的全部能耗類別和數(shù)量。

01、對(duì)裝配式建筑進(jìn)行重新定義

現(xiàn)代高科技技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化制造工藝條件下的裝配式集成建筑是可以生產(chǎn)新能源的，其產(chǎn)生的能源余量對(duì)外輸出進(jìn)行能源和碳排放指標(biāo)交易，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，還可以滿足國(guó)防、災(zāi)害應(yīng)急需求。為此，應(yīng)重新對(duì)裝配式建筑制造進(jìn)行多方面全系統(tǒng)發(fā)展評(píng)估規(guī)劃。

02、制定綠色低碳發(fā)展策略并付諸行動(dòng)。

推動(dòng)在低碳前提下的可再生新能源產(chǎn)業(yè)、能源交通運(yùn)輸倉(cāng)儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)、低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動(dòng)綠色低碳裝配式建筑和城鄉(xiāng)建設(shè)綜合發(fā)展。

03、編制減少能源消耗系統(tǒng)化解決方案

傳統(tǒng)建設(shè)行業(yè)時(shí)代，將自然資源轉(zhuǎn)化為材料和產(chǎn)品等生產(chǎn)行為附帶產(chǎn)生的能源消耗、環(huán)境污染和二氧化碳排放屬于無限制、無計(jì)劃方式，完全可以對(duì)其編制系統(tǒng)化解決方案，從而可以作出巨大的碳減排、碳中和貢獻(xiàn)。建設(shè)行業(yè)必須明確減少能源消耗、減少碳排放總量的計(jì)劃和限制，以確保我國(guó)總體環(huán)境水平保持在可持續(xù)發(fā)展的范圍內(nèi)。在城鄉(xiāng)建設(shè)過程中，裝配式建筑可以發(fā)揮先行主導(dǎo)作用。各行各業(yè)發(fā)展均離不開建設(shè)，抓住建設(shè)行業(yè)這個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，植入雙碳理念和技術(shù)，梳理思路、制定雙碳目標(biāo)戰(zhàn)略，指導(dǎo)行業(yè)執(zhí)行。

我國(guó)建設(shè)行業(yè)的科技研發(fā)能力、加工制造能力、安裝能力、管理能力等均位于世界領(lǐng)先地位，預(yù)計(jì)在未來10年~20年里，我國(guó)的新建裝配式建筑將占全球總量的50%以上。我國(guó)每年新增約20億平方米建筑面積，如果不對(duì)建設(shè)行業(yè)的能源消耗制定計(jì)劃性、限制性系統(tǒng)化解決方案，建設(shè)行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的能源消耗和碳排放量會(huì)相應(yīng)攀高。為了減少建設(shè)行業(yè)的能源使用量和碳排放量，采取進(jìn)一步碳排放總量的限制行動(dòng)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)碳減排、碳中和目標(biāo)將非常重要。

改變傳統(tǒng)建設(shè)觀念

通過觀念的提升與轉(zhuǎn)變，重新定位建設(shè)行業(yè)，推廣裝配式集成建筑，使建筑不再是能源消耗體，而是轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)新能源的空間載體。通過改變觀念，將裝配式建筑建設(shè)過程中各項(xiàng)專業(yè)技術(shù)、工藝、設(shè)備整合為一體化集成系統(tǒng)，明確“雙碳”規(guī)劃評(píng)估目標(biāo)定位，系統(tǒng)化科學(xué)集成設(shè)計(jì)，產(chǎn)業(yè)集群化加工制造、安裝、維保，數(shù)字化全程運(yùn)營(yíng)管理，可以有效減少建筑的能源輸入需求，增加綠色新能源生產(chǎn)功能。

01、制定碳減排、碳中和標(biāo)準(zhǔn)

建設(shè)行業(yè)及其全產(chǎn)業(yè)鏈成員，必須明確在城鄉(xiāng)建設(shè)項(xiàng)目中的碳減排、碳中和標(biāo)準(zhǔn)，在每個(gè)裝配式建筑的全生命周期內(nèi)（包括設(shè)計(jì)、選材、物流倉(cāng)儲(chǔ)、加工制造、安裝、維保、運(yùn)行管理等環(huán)節(jié)），按照碳減排、碳中和標(biāo)準(zhǔn)，將能源消耗和碳排放量降至最低。

02、建設(shè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳減排、碳中和的步驟

建設(shè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳減排、碳中和的步驟包括：

制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范評(píng)估目標(biāo)；
計(jì)算碳平衡最佳值并嚴(yán)格遵照?qǐng)?zhí)行；
優(yōu)化簡(jiǎn)化裝配式建筑產(chǎn)業(yè)集群化、低碳化生產(chǎn)制造工藝；
減少建筑材料的使用和物流倉(cāng)儲(chǔ)的能源資源需求；
選擇對(duì)環(huán)境影響小的綠色材料及新能源產(chǎn)品；
使用節(jié)能低碳材料和技術(shù)，降低建筑用電、水、氣需求，把建筑作為生產(chǎn)新能源的空間載體，實(shí)現(xiàn)污水、垃圾源頭資源化分類收集，循環(huán)再生重復(fù)利用；
實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造、安裝、維保、運(yùn)營(yíng)管理數(shù)字化、一體化、系統(tǒng)化。

03、現(xiàn)有建筑產(chǎn)生碳排放的因素

現(xiàn)有建筑產(chǎn)生碳排放的主要因素包括：

建筑的建造過程中使用的全部材料、設(shè)施、設(shè)備等及其生產(chǎn)流程所產(chǎn)生的碳；
建設(shè)建筑物流、倉(cāng)儲(chǔ)、制造、安裝過程中所產(chǎn)生的碳；
建筑使用運(yùn)營(yíng)管理過程中所產(chǎn)生的碳；
建筑搬遷、拆除或設(shè)備改造安裝、裝飾、裝修、部品配套過程中所產(chǎn)生的碳。

實(shí)施方法探討

在未來的城鄉(xiāng)建設(shè)過程中，要實(shí)現(xiàn)碳中和，應(yīng)盡量采用裝配式建筑，從規(guī)劃設(shè)計(jì)開始嚴(yán)格限定材料選擇、物流倉(cāng)儲(chǔ)、生產(chǎn)制造、施工安裝、運(yùn)營(yíng)維保等階段的碳排放數(shù)量，要編制碳平衡規(guī)范及評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)等，精細(xì)化計(jì)算建筑在全生命周期內(nèi)產(chǎn)生的碳排放量。

此外，需要所有產(chǎn)業(yè)相互協(xié)同合作，在整個(gè)城鄉(xiāng)建設(shè)過程中持續(xù)不斷評(píng)估跟進(jìn)，強(qiáng)制性執(zhí)行“雙碳”達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)程序流程。優(yōu)化裝配式建筑新材料以滿足碳中和的新生態(tài)環(huán)境，優(yōu)化技術(shù)屬性，針對(duì)新能源生產(chǎn)進(jìn)行整合設(shè)計(jì)，充分利用建筑外立面和樓內(nèi)余量空間進(jìn)行污水、垃圾源頭資源化處理的設(shè)施設(shè)備一體化設(shè)計(jì)，進(jìn)行碳中和及氣候環(huán)境影響測(cè)算，優(yōu)先選擇可再生、可循環(huán)、可重復(fù)使用的建筑材料，設(shè)計(jì)能源生產(chǎn)系統(tǒng)和污水、垃圾源頭資源化分類回收再利用系統(tǒng)，實(shí)施以碳減排、碳中和為前提條件的建設(shè)，推動(dòng)中國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。

01、建設(shè)全產(chǎn)業(yè)生命周期的“雙碳”計(jì)劃

嚴(yán)格計(jì)劃城鄉(xiāng)建設(shè)及運(yùn)營(yíng)過程中每一個(gè)產(chǎn)業(yè)、每一個(gè)階段的碳排放，推動(dòng)我國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。實(shí)現(xiàn)碳減排、碳中和目標(biāo)，可以通過裝配式建筑技術(shù)和系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方式來實(shí)現(xiàn)。

02、探索碳抵消方式

可以通過風(fēng)力、光伏、涌浪、潮汐、生物、磁力、地?zé)岬染G色新能源和電力資源的獲取，實(shí)現(xiàn)部分碳抵消。

林業(yè)和農(nóng)業(yè)種植也可以實(shí)現(xiàn)部分碳抵消。例如，擴(kuò)大森林和農(nóng)作物種植面積，利用植物吸收實(shí)現(xiàn)部分碳抵消。

回收既有碳排放資源，通過再次利用消除溫室氣體后，再釋放到大氣中。例如，通過收集既有垃圾填埋場(chǎng)甲烷等溫室氣體，作為可再生能源發(fā)電、制冷、制熱，以實(shí)現(xiàn)碳抵消。

03、加強(qiáng)既有建筑改造保隔溫技術(shù)措施

在既有建筑和農(nóng)業(yè)設(shè)施所有外立面的采光窗加裝光伏發(fā)電玻璃，既節(jié)約能源，又可以生產(chǎn)新能源。

04、推廣智慧化低碳建設(shè)技術(shù)

智慧化低碳建設(shè)技術(shù)是采取節(jié)能新技術(shù)避免碳排放的一種建設(shè)技術(shù)。智慧化低碳建設(shè)技術(shù)通過使用低碳材料和新技術(shù)設(shè)計(jì)來降低甚至避免碳排放，實(shí)現(xiàn)減少碳排放指標(biāo)的量化計(jì)算，再進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)碳排放指標(biāo)的貨幣化獎(jiǎng)勵(lì)。可以盤活存量，統(tǒng)計(jì)審查和密切評(píng)估現(xiàn)有存量閑置資產(chǎn)，提高存量閑置建筑使用率，減少新建項(xiàng)目，以降低碳排放總量。

05、使用預(yù)制模塊化裝配式建筑技術(shù)

使用新的裝配式建筑施工材料和施工技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)安全、高效、快速、低成本、環(huán)保、可循環(huán)、客戶定制化生產(chǎn)制造等優(yōu)勢(shì)的完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)總體建設(shè)工時(shí)下降70% ~ 80%，建設(shè)總成本下降到與傳統(tǒng)建造方式價(jià)格相同。

預(yù)制模塊化裝配式建筑技術(shù)是一種全新的系統(tǒng)化建筑制造方法，運(yùn)用該技術(shù)制造的建筑物，其內(nèi)外結(jié)構(gòu)、圍護(hù)系統(tǒng)、設(shè)備、管線、部品等都由工廠按設(shè)計(jì)精度預(yù)制生產(chǎn)并加工完成模組化的組合構(gòu)件，所有組合構(gòu)件運(yùn)輸?shù)绞┕さ兀丛O(shè)計(jì)圖紙配置在建筑相應(yīng)單元中，組裝成完整建筑。

預(yù)制模塊化裝配式建筑技術(shù)可以在全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)字化管理，提高建筑綜合品質(zhì)。在制造過程中，既可以降低勞動(dòng)力數(shù)量和成本，還能減少水、電消耗和噪聲污染，在使用環(huán)節(jié)也更加高效節(jié)能。同時(shí)，相比傳統(tǒng)建造方式，能夠有效縮短工期。

06、推進(jìn)智慧化數(shù)字管理和運(yùn)行

實(shí)施智慧化數(shù)字管理和運(yùn)行，必須采取智慧化裝配式建筑技術(shù)，幫助監(jiān)控、評(píng)估、統(tǒng)計(jì)能源消耗及碳排放數(shù)據(jù)，以促使建筑減少對(duì)能源的高耗無效使用，在建筑物全壽命周期中避免或降低碳排放。

具體措施包括：安裝智能表及感應(yīng)器、傳感器和相關(guān)系統(tǒng)等，實(shí)時(shí)進(jìn)行智慧化檢測(cè)評(píng)估，統(tǒng)計(jì)建筑的能源需求變化，并相應(yīng)改變調(diào)整到最佳狀態(tài)。

智慧化數(shù)字管理和運(yùn)行的更高階段，是高效生產(chǎn)清潔新能源。如果所有建筑物可以自主生產(chǎn)清潔新能源，不僅實(shí)現(xiàn)了低碳環(huán)保，更加具有國(guó)防戰(zhàn)略安全意義和實(shí)用價(jià)值。

07、加強(qiáng)建筑及配套設(shè)施空間進(jìn)行功能植入

加強(qiáng)對(duì)建筑及配套設(shè)施外立面、內(nèi)部閑置空間的綜合利用，實(shí)現(xiàn)美學(xué)裝飾、保溫節(jié)能、生產(chǎn)新能源等功能與建筑及配套設(shè)施一體化。

尋找隱含碳排放量

在城鄉(xiāng)建設(shè)全過程中及建筑和配套設(shè)施使用生命周期內(nèi)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生碳排放量，必須對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)隱含的碳排放量進(jìn)行監(jiān)控、評(píng)估、統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行數(shù)字化管理，同時(shí)將其納入碳排放指標(biāo)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)或處罰。筆者認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)減少隱含碳排放量可以采取以下措施。

在必要前提下，降低或逐步限制碳排放量高的不可再生型原材料使用。使用碳排放量高的原材料時(shí)，要進(jìn)行綜合碳排放量及環(huán)保節(jié)能數(shù)字化管理運(yùn)行評(píng)估，科學(xué)判斷其可行性。

我國(guó)的裝配式建筑技術(shù)仍在不斷發(fā)展，在研究裝配式建筑的最佳碳中和解決方案時(shí)，全產(chǎn)業(yè)管理、運(yùn)營(yíng)、設(shè)計(jì)、制造、安裝等團(tuán)隊(duì)中所有專業(yè)人員的共同認(rèn)知和參與是必不可少的，如果我們不能緩解氣候變化和降低碳排放量，氣候環(huán)境惡化的連鎖反應(yīng)無疑會(huì)影響每個(gè)人的日常生活。未來，隨著人們對(duì)氣候環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí)不斷加深，我們必須采取行動(dòng)，而碳減排、碳中和規(guī)劃便是實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)融合、鄉(xiāng)村振興、新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃建設(shè)的有效解決方案。

來源：中國(guó)建設(shè)報(bào) 2022年4月第8119期

作者：胡永生

（中國(guó)城鎮(zhèn)化促進(jìn)會(huì)城鄉(xiāng)融合發(fā)展專業(yè)委員會(huì)會(huì)長(zhǎng)）