摘
要
建筑,原来也有碳排放,而且其排放量还不小。相关数据显示,建筑直接或间接导致的碳排放量,接近全国碳排放总量的60%。如何让城市建筑更绿,直接关乎国家碳达峰碳中和目标的实现。

绿色更新与双碳路径——构建集约节约的低碳城市论坛在福州举行。记者 林双伟摄
11月2日上午,绿色更新与双碳路径——构建集约节约的低碳城市论坛在福州举行。从一座办公区的省电,到一节钢材的重复利用,再到一个家庭的用能账本,这场论坛给出的答案是:建筑减碳,从来不是某一项技术的单兵突进,而是从规划、设计、建造到运行的全生命周期发力。
一座公共办公区的低碳实践
总面积33万平方米、每天1.3万人办公,福州东部办公区是全市面积最大的集中政务办公区。如今,它正在努力完成一项难度系数不小的任务:在不停摆、不扰民的前提下,省电约456.4万千瓦时。
难度有多大?办公区政务数据中心24小时不能关停,是雷打不动的“能耗大户”;大楼南偏西48度,东西晒严重,夏天早上空调开2个小时温度也降不下来;加班越来越多,能耗一年比一年高……每一个痛点,都卡在“必须节能”和“不能停摆”之间。
论坛上,福州市建筑设计院总建筑师杨大东介绍了破题思路:采用合同能源管理方式,政府不用掏一分钱,由专业团队投资改造,分享节能产生的效益,10年后设备全部移交市政府。屋面铺光伏、空调机房群控全局优化、照明按场景智能控制、搭建智慧能源管理平台实时监测能耗、精准预测用能趋势……一套组合拳下来,目标直指那456.4万千瓦时电。
光有技术还不够。方案能不能长期运行下去,关键在人。该项目把能耗目标逐级分解到楼栋、楼层、部门,让每个层级都清楚自己用了多少、该省多少,一旦超过考核指标便触发异常提醒,节能从“软要求”变成了“硬指标”,也逐步内化为办公人员的日常习惯。
福州东部办公区只是全国158.6万家公共机构之一,公共机构减碳潜力可见一斑。天津大学建筑设计规划研究总院有限公司副总经理陈昆在论坛上表示,公共机构节能不能一套方案打天下,“教育、医疗、办公、园区各有特点,参考借鉴的同时,更要制定差异化的策略。”
一节钢材的“重生”之旅
体育场馆的钢梁,能否不丢弃、不回炉重造,而是搬到另一个地方再用?这个看似朴素的问题,背后是一场关于建筑碳排放的深刻探索。
位于英国的皇家空军飞机仓库1942年建成,使用10年后被拆解,构件运到鹿特丹建起了机场;60年后机场改建,这批钢材又被拆下来,在阿姆斯特丹史基浦机场做成了巴士总站的顶棚。一批钢材,跨越80年、三个国家、三种用途,仍在“服役”。
这样的故事并非个例。卡塔尔世界杯的974体育场,由模块化钢单元搭建,世界杯结束后,这些单元被拆解,运往土耳其用于地震灾后重建。在香港,模块化钢建筑在完成过渡房使命后,也被整体搬迁到新址继续使用。
“钢结构重复利用,几乎不增加碳排放。”天津大学建筑工程学院教授宗亮在论坛上介绍,建筑全生命周期中,建材生产阶段的碳排放占比约40%,而钢结构的直接再利用,正是降低这部分碳排放的有效路径。相比回炉重造,直接复用省去了重新冶炼、加工的过程,是更彻底的循环经济。
然而,这条路在国内并不平坦。宗亮坦言,目前国内缺少相关技术标准,很多实践是企业自发在做,“从报批手续上很难走通,公开的报告并不多。”国外虽有欧盟标准可参考,但限定条件严格,普遍以再利用处于弹性状态的钢构件为主,且对安装时间有要求。
宗亮团队正在做的,是把“能不能用”的边界往外推一推。他们通过实验发现,火焰切割对构件性能影响不大,不降级也可重复利用;构件经历塑性变形后,只要使用范围控制在合理区间,仍可安全复用;经过疲劳损伤的构件,虽不再建议用于疲劳场景,但静力工况下依然可用。腐蚀的影响也主要集中在截面平均损失,设计时留足腐蚀余量即可。
目前,团队正深入北方二手钢材市场调研,试图为二手钢材的设计指标划定一个可靠范围,支撑相关标准的编制。“我们还在研究如何让拆卸更可控,让损伤集中在容易更换的区域。”宗亮说,这条路走得慢,但值得走下去。
一个家庭的“零碳”账本
当一栋建筑的能源消费收支为零,它就可以被称为“零碳建筑”。如何打造一座真正的零碳建筑?日本工程院外籍院士沈振江在论坛上给出的答案是:从规划的那一刻起,就要开始考虑。
被动设计决定建筑本身的节能“底子”,朝向、遮阳、保温做得好,后续用能压力就小;主动设计则是在此基础上,把光伏、热泵等设备与建筑本体结合好;然而,真正让节能落地的,是运维管理。“我们使用的电器越来越多,能耗是持续增长的,如果没有精细化管控,节能很难实现。”沈振江说。
精细化能细到什么程度?他举例:一家三口,父亲、母亲、孩子的生活节奏不同,用电曲线也完全不同。通过采集每个家庭成员的用能数据,可以分析出一整天的能耗曲线,预测哪些时段可以错峰、哪些设备可以调节。一个家庭的用能摸清了,放大到整个社区,社区之间也可以做能耗的互济和买卖。
“例如,一个房间里有多人,如果每个人对温度的偏好差异很大,就需要整体控制,根据人数和个体体感来调节空调温度。”沈振江说,借助人工智能管控等技术,要做的就是监测每一天从早到晚,空间里有多少人、待多久,从而给出更为精准的用能策略。
零碳建筑从来不是某一项技术、某一个环节的单兵突进。正如论坛最后天津大学建筑设计规划研究总院有限公司党委书记张锡治总结时所说,建筑全生命周期的减碳,必须从规划、设计、建造到运行全过程发力。节能,藏在每一个环节的精细账里。(记者 沐方婷)
责任编辑:赵睿

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