中国勘察设计协会主管主办
据权威数据表明,近20年全球气温整体高于正常值,这是非常不容乐观的现象。
如果人类持续目前的碳排量,到21世纪末,全球气温将升高超4摄氏度,这将给我们的后代带来不可预估的后果,甚至造成物种的灭绝。
阻止全球变暖迫在眉睫,而“碳中和”是实现这一目的的必然手段。
当然,这需要世界各国的共同努力。
2021年,“碳达峰”和“碳中和”首次被写入政府工作报告,可见其战略意义非凡。2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和是我国给整个世界的承诺。
在“双碳”目标的驱使之下,作为耗能大户的建筑业将迎来重大挑战,如何应对这个问题,就是建筑行业的当务之急。
究竟建筑行业将走向何方?本文将从5个方面来一一介绍,希望可以对您有所启发。
工业化升级:大力发展装配式
大家对于装配式建筑应该不太陌生。
2020年7月,住建部等13部委联合发布《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》,其中就提到要大力发展装配式建筑,推动建立以标准部品为基础的专业化、规模化、信息化生产体系。
不可否认,装配式建筑在节能、环保和提效等方面的确具有强大的优势。
装配式建筑的施工采用干式施工,施工现场没有水、没有泥、没有味道、没有尘土,也无需机械切割,降低了噪声和环境的污染,同时减少了能源的消耗。
装配式建筑在施工过程中,只需要对预制构件进行拼接,方便高效,提升了施工效率,还缩短了工期。
据研究表明,装配式预制在全生命周期实现减碳7.5%,极大地缓解了传统施工的高能耗问题。因此,装配式建筑是建筑行业助力实现“双碳”目标的重要抓手。
现在,我国的装配式建筑实际占比仅有10%左右,这意味着仍处于较为初级的水平,但整体已经过了从0到1的起步阶段,逐步走向从1–N的发展阶段。
在“双碳”战略的牵引下,未来的装配式建筑一定会迎来快速发展的春天。
超低能耗建筑:让低碳成为常态
超低能耗建筑又叫被动式建筑,这个概念来源于最早的德国被动式建筑。
被动式建筑和主动式建筑的区别就在于能源利用方式的差异。
被动式超低能耗建筑就是指适应气候的特征和自然的条件,借助高超的建筑构造设计和自身循环系统,通过保温隔热性能和气密性能更高的围护结构,采用新风热回收技术,并利用可再生能源,提供舒适室内环境的建筑。
总之,温度舒适、空气通透、气密性好和能耗较低是被动式超低能耗建筑最大的优点。
比如,延庆冬奥村部分临时建筑就应用了超低能耗技术,提升了居住人员的舒适感,同时降低了能源的消耗。
雄安商务服务中心整个项目采用低能耗的建筑设计,实现绿建三星的标准,预计每年节约用电1100万度。
作为南京市超低能耗建筑的标杆,江北新区人才公寓项目采用木结构零碳建筑被动节能、储能的方式,综合节能将达到75%以上。
建筑行业一直以来都是能耗大户,而低碳和零碳目标的挑战为我国超低能耗建筑带来了发展的新机遇。
可再生能源替代:
新能源替代传统能源
建筑还是一个电力消费大户,建筑电力消费占全社会总用电量的26%,而且近年来一直在持续增长。
2021年9月8日,住建部曾发布国标《建筑节能与可再生能源利用通用规范》(GB 55015-2021),《规范》为强制性工程建设标准,自2022年4月1日起实施。
该《规范》强制要求对建筑碳排放进行计算。其中就提到,可再生能源利用要求细化。
这就不得不提到一项新的技术,叫“光储直柔”技术。
“光”和“储”分别是指分布式光伏和分布式储能;“直”指建筑配用电网的形式发生改变,从传统的交流配电网改为采用低压直流配电网;“柔”是指建筑用电设备应具备可中断、可调节的能力,使建筑用电需求从刚性转变为柔性。
我们日常的用电都是交流电,而通过光伏产生的是直流电,一般的光伏建筑会通过逆变器将直流电转化成交流电供日常使用,但在转换过程中会损失大量的电能。
而“光储直柔”建筑可以节省逆变过程需要的投资费用,提升电能利用率。建筑上应用直流配电还可以提高安全性,提升电源的品质。
据悉,华为打造的全球最大“光储直柔”近零碳园区即将投入使用,每年可以产出150万度光伏绿电,年耗电量将从1400多万度降至700万度,节省电能50%,降低碳排放60%以上。
目前“光储直柔”技术也在大兴机场、雄安新区等重大项目中进行相应的试点尝试,相信在未来一定会大面积推广。
在低碳环保成为全球共识的情况下,建筑领域的能源替代也将成为一种趋势,光伏一体化将成为未来的潮流。
数字化转型:
“双碳”战略的重要引擎
从中国建筑能耗数据报告中显示,建筑行业全生命周期的排碳量占全国排碳总量的51%,可见,排碳能耗大户真不是随便说说而已。
2021年是中国碳排放权交易的运行元年,意味着,我国在碳减排领域进入市场化阶段,各行业都在寻求新的减排方案,助力国家“双碳”目标的达成。
碳中和是一个系统工程,这个目标的达成离不开技术的支撑。建筑企业既是数字技术创新的载体,也是碳排放的主要来源。
现如今,越来越多的建筑企业逐渐被倒逼在安全、质量、进度等环节融入数字化技术,完成数字化转型升级,实现低碳环保。
简单举一个例子:
数字化技术可以实时采集各个工地的数据,分析哪些工地的能耗合理,哪些工地存在能耗浪费。
比如,A工地和B工地做相同的施工项目,但是它的能耗是不一样的,这时可以做对比分析,细化管理的颗粒度,再通过人工智能的分析,作出相应的策略优化。
建筑行业正经历数字化的变革,智能建造也正在行业内风靡,众多建筑企业也将数字化列为企业转型的必答题,而不是选择题。
建筑业作为碳排放的重要行业,数字化也成了建筑业推动“双碳”战略的重要引擎。
智慧化城市:用科技助力低碳减排
城市作为人类经济社会活动集中分布的区域,是重要的碳排放源,也是实现“双碳”目标的主战场。
尽管目标实现面临非常严峻的挑战,但是这一过程也蕴含着巨大机遇。
当下,我国的智慧城市建设已成燎原之势,在实现城市可持续发展、提升城市综合竞争力等方面起到了极大的作用。
智慧城市的建设与发展离不开新一代数字信息技术的赋能,以IOT、AI、云计算等为代表的新技术也将全面支撑“双碳”战略的落地,推动民生、交通、办公等多场景节能减排,助力探索以技术创新驱动的“双碳”战略发展的新路径和新模式。
➤ 在智慧民生方面:
智慧城市可以作为碳排放监测的重要抓手,实时监测企业、社区、楼宇的物联网数据以及水电煤数据,将这些数据统一到一个平台,实现碳排放的实时监测,为各个政府部门提供决策参考。
➤ 在智慧交通方面:
智慧城市还可以优化交通工具能效,利用城市大脑来改善交通拥堵,依靠人工智能优化车辆使用效率,发展低碳共享出行方式,同时提升电动交通工具的使用占比,从而实现减排的效果。
➤ 在智慧办公方面:
通过使用在线协同办公系统,可以大大降低耗材的使用。工程项目的资料数据都可以通过线上存储和处理,通过项目共享协同平台中的相关权限设定,实现项目各类资料的在线查看、在线下载、线上审批、线上确认等文件协同办公,真正实现无纸化办公。
在国家“十四五”战略规划和“双碳”战略目标背景下,建设智慧城市将为“双碳”战略的全面落地提供强有力的支撑。
目前,在智慧城市的各个领域都开始重视“双碳”战略的研究和落地实施,相信通过新型智慧城市建设的逐步升级,新一代数字技术的赋能,我国“双碳”战略目标必将早日达成。
写在最后
丁仲礼院士曾指出,碳中和看起来非常复杂,但其实概括起来就是一个“三端发力”的体系:第一端是能源供应端;第二端是能源消费端;第三端是人为固碳端。
简单来说就是,运用合理的先进技术手段实现减碳和固碳,最终达到碳中和。
“碳中和”的过程既是挑战又是机遇,这将会是一场涉及广泛领域的大变革。
技术为王将在此进程中得到充分体现。谁在技术上走在前面,谁将在未来竞争中取得优势。(本文作者冯行星)