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近日，第三屆全國可持續(xù)土木工程理論與實踐學術交流會暨河北省土木建筑學會工程抗震、地基基礎、綠色建筑學術委員會學術交流會在石家莊舉行。與會專家學者圍繞實現(xiàn)建筑碳中和的設計策略和技術路徑、土木工程減碳設計方法、固廢綜合利用等主題展開研討。
建立碳中和建筑評價體系
根據(jù)國際能源機構和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署發(fā)布的《2019年全球建筑和建筑業(yè)狀況報告》，2017年—2018年，全球建筑行業(yè)二氧化碳排放量增長2%，達到歷史最高水平。
2021年，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)的《關于推動城鄉(xiāng)建設綠色發(fā)展的意見》指出，我國仍存在整體性缺乏、系統(tǒng)性不足、宜居性不高、包容性不夠等問題，大量建設、大量消耗、大量排放的建設方式尚未根本扭轉。
會上，中國城市科學研究會綠色建筑研究中心副主任郭振偉指出，建筑業(yè)要實現(xiàn)碳中和，還有不少困難，比如“在建筑運行階段，中高層建筑依靠自身實現(xiàn)零碳排放比較困難；在50到70年的建筑全生命周期中，零碳排放難度大；減排路徑多樣，區(qū)域性因素導致同一類項目存在差別；同時參與主體多，持續(xù)時間長”。
綜合考慮以上問題，2022年，中國城市科學研究會等編制了《碳中和建筑評價導則》，從建筑性能、建筑碳排放計量、碳抵消措施及碳中和聲明等方面建立評價體系，根據(jù)具體的技術要求將碳中和建筑分為銅級、銀級、金級、鉑金級，以此指導建筑設計和建造運行過程中的碳排放。
郭振偉表示，對建筑碳抵消的實施基礎、抵消措施和應用條件進行約束，有助于引導建筑從易到難、分階有序實現(xiàn)高質量零碳排放。
進行可持續(xù)凈零碳設計
尖屋頂、長橫梁、木立柱，現(xiàn)代木結構體系，讓作為本次會議會場之一的河北省建筑科技研發(fā)中心具有獨特的美感。
它是國內(nèi)單位規(guī)模和跨度最大的現(xiàn)代木結構建筑，與同規(guī)模混凝土結構建筑相比，減少碳排放1400噸。此外，其采用的地源熱泵系統(tǒng)、太陽能熱水、太陽能發(fā)電等綠色節(jié)能技術，進一步降低了建筑物的全壽命周期能耗。
由此，王元豐團隊提出了生成式設計的思路。他介紹，如進行橋梁設計時，根據(jù)梁高、梁間距、混凝土強度、汽車載荷等級等基本參數(shù)的不同，生成16.8萬根橋梁。再利用大數(shù)據(jù)分析方法，分別計算可靠度、碳排放量、成本這些可持續(xù)指標，得出基本參數(shù)與可持續(xù)指標的關系，最終得到最具可持續(xù)性的橋梁設計方案。
“這就把傳統(tǒng)的技術經(jīng)濟設計轉化成了可持續(xù)設計，在傳統(tǒng)承載力、耐久性極限狀態(tài)的基礎上，增加可持續(xù)極限狀態(tài)，最終達到可持續(xù)發(fā)展的目的?！蓖踉S說。
基于對國內(nèi)58座樓宇的分析，奧雅納工程咨詢（上海）有限公司工程顧問劉鵬提出，為了實現(xiàn)凈零碳設計和建造，應在項目最初階段盡早制定工程策略，以最大限度減少隱含碳和運行碳。
“在對英國倫敦海神廣場1號進行重建時，我們以實現(xiàn)凈零碳為目標進行整體性設計，如利用其他拆除建筑的鋪地材料和屋頂覆材2800平方米，水泥中65%用高爐礦渣代替，減少了665噸碳排放。我們還制定了廢物回收策略，對能耗系統(tǒng)和機電系統(tǒng)進行全面優(yōu)化?！眲Ⅸi介紹。
探索建筑技術路徑
近年來，北京交通大學與奧雅納工程咨詢（上海）有限公司合作，對建筑技術成熟度進行評估后發(fā)現(xiàn)，完全成熟的商業(yè)化技術僅占10.53%、即將商業(yè)化的技術占36.84%。
“建筑業(yè)實現(xiàn)碳中和，需要革命性技術與制度。”王元豐說，未來還需要大力推動綠色低碳技術研發(fā)。
在實現(xiàn)“雙碳”目標的壓力下，土木建筑業(yè)的專家學者們正在努力尋找摘掉“高碳”帽子的技術路徑。
裝配式建筑作為實現(xiàn)現(xiàn)代化工業(yè)化建造的重要手段，在節(jié)材減排方面優(yōu)勢明顯?！皞鹘y(tǒng)建筑施工階段，建筑垃圾可達500噸/萬平方米~600噸/萬平方米，而裝配式建筑產(chǎn)生垃圾僅為200噸/萬平方米。裝配式建筑還大大減少了模板、抹灰砂漿的使用，從而減少12%~14%的碳排放。”河北省建筑科學研究院有限公司副總工程師付素娟說。
超低能耗建筑則可通過提高圍護結構性能最大限度降低運行階段能耗。付素娟表示，團隊正致力于將二者結合，解決熱橋和氣密性問題，編制裝配式超低能耗建筑技術規(guī)程。
會上，上海交通大學船舶海洋與建筑工程學院副院長楊健介紹了再生纖維在土木工程中的應用案例：有著玻璃鋼之稱的玻璃纖維復合材料耐熱性強、抗腐蝕性好、機械強度高，如將生產(chǎn)過程中的廢絲、廢棄物進行回收，添加到水泥漿中可顯著提高其和易性，添加到水泥基材料中可以提高其耐久性。
此外，與會專家還提到，竹結構的研發(fā)與工程實踐、低碳固廢基膠凝材料的應用、智能建造技術等都有助于土木建筑業(yè)節(jié)能降碳。
素材來源官方媒體/網(wǎng)絡新聞
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