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从建筑大国到建筑强国必须”绿“

发布时间:2018-05-28 10:57:47   来源:    浏览次数:306

◎本刊记者  郑挺颖  实习记者  崔悦

【建筑行业涵盖设计、施工、装修和管理。绿色建筑是指在建筑的全生命周期内,最大限度节约自然资源、降低能耗。4月23日下午,《环境与生活》杂志记者来到北京交通大学,采访了该校土木工程学院博士生导师王元丰教授,王教授向记者详细介绍了我国建筑行业绿色化的发展。】

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4月23日下午,在北京交通大学土木工程学院,王元丰教授接受《环境与生活》杂志记者采访。   


绿色化是建筑行业的发展趋势

王元丰教授与建筑行业绿色化结缘颇早,不但一直从事绿色建筑,而且在3年前还搞了一个大动作。

2016年4月27日,以“土木工程可持续发展面临的挑战和应对技术路径”为主题的第559次香山科学会议,在北京香山饭店举行。会议围绕新材料、新结构与土木工程可持续发展,土木工程可持续设计、施工与运营维修,绿色土木工程及其可持续性评价等中心议题进行深入讨论。此次会议由王元丰教授发起并组织,王教授还作为会议执行主席之一在会上发表主旨演讲。当时,王元丰教授从土木工程的关键技术展开分析,探讨中国土木工程应对可持续挑战的可行技术路径。

香山科学会议是由科技部(原国家科委)发起,在科技部和中国科学院的共同支持下于1993年创办的高层次、战略性科学会议。以建筑为主题的会议,在香山科学会议的20多年历史中很少。王元丰告诉《环境与生活》记者:“尽管这次香山科学会议过去3年了,我国的土木工程项目无论是从建筑结构还是建筑体系上都有了更大变化。但是要搞好建筑行业的绿色发展,这个大背景没有变。”

“未来建筑业资源消耗还会增加”

王元丰教授向《环境与生活》记者深度解读了建筑行业绿色化的重要性:

“第一,建筑行业是自然资源消耗最大的一个行业。比如常用的水泥,水泥的原材料是石灰矿石,另外砂、水、钢材等的消耗量也非常巨大。举一个简单的例子,中国水泥的消耗量占全球的一半,而有些国家已经不再开采石灰石了。另外,中国天然砂不够用,自然采沙不足,也需要进口沙子了。解决办法有两个,一是做人工砂,把石头打碎,弄成砂子。二是利用海砂,但海砂中氯盐含量较高,氯盐对混凝土和钢筋有侵蚀作用。所以,自然资源的消耗量太大,这对建筑业无疑是一大挑战。

“第二,自然资源消耗量这么大,而且还在继续增加。全球的城市化进程在持续发展,中国的城市化也在进一步推进。全球城市化水平平均在60%左右,中国在55%左右。现在,全球城市化的目标是要达到70%,中国可能要达到60%左右。也就是说,建筑业未来还会消耗非常多的自然资源。 

“第三,建筑业的能耗特别大。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第三次报告中列出了能耗的7个主要领域,其中能耗最大的3个分别是工业、交通和建筑。在建筑行业的能耗占比上,中国大概占27%到30%,如果加上建材,也有专家统计在40%左右。也就是说,中国有1/3左右的能源在建筑业被消耗。

“第四,建筑行业的能耗有一个锁定效应,也就是说房子已经造好,那么能耗是比较固定的,很难再减少。如果房子建好的时候不节能,那么能耗就大。后面如果想要给房子做节能改造,难度会比较大。即便做到了,成本也会非常高。

“第五,从技术方面说,整个建筑业的技术发展,使我们有可能把建筑行业的资源消耗、能耗降下来。现在,我们已经有很多技术手段,像被动房、装配式建筑、建筑信息模型(BIM,参见本期《环境百科》)技术等。建筑行业是一个古老的行业,但现在也在尝试转型,传统的建造方式将发生重大变化。

“最后,建筑业的节能减排已上升到国际谈判的高度。所以,我觉得从这几方面来看,建筑业需要绿色发展,并且建筑业也有绿色发展的可能和潜力。有需要,有潜力,又有技术的支持,并不是空谈。”

“绿色材料,可持续设计很重要”

绿色建筑的节能体现在各个环节,从设计、建材、施工到运营维护等,都必须尽可能地绿色化。

那么,如何真正做到绿色化?王元丰告诉记者:“有很多途径,首先是材料,要发展绿色建材。比如用粉煤灰、矿渣来做水泥。还有再生骨料混凝土,把用过的混凝土重新粉碎,循环利用,结合高强度材料做成再生混凝土。第二是设计,搞可持续设计,如绿色建筑、被动房、装配式建筑等。目前,各国对绿色建筑基本达成共识,都在大力节能、节水、节地、节材和保护环境。装配式建筑是先在工厂生产建筑模块,再到工地直接安装。这些设计都离不开信息化手段,而BIM就是一种新的信息化手段。”

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装配式建筑构件——楼梯

王元丰教授向《环境与生活》记者举例说明BIM技术的优点:“我们原来都是用CAD(计算机辅助设计)来设计建筑,那是平面制图,而BIM是三维制图,能进行信息传递、协同。一座建筑的设计涉及建筑、结构、水、暖、电等,有了BIM这样的平台,可以把不同作业项目的信息在平台上汇总。比如,现在建筑里布了许多管线,就可以在BIM平台上做管线碰撞检查。另外,信息可以共享,也就是说设计完模型之后,可以给业主,也可以给下游施工方、运营方使用。在房子施工的时候,施工团队拿到图纸,就知道设计合不合理,就可以对施工管理、施工团队进行优化。此外,还可以用来检测施工材料、施工方法等。所以,BIM是驱动建筑业转型升级的信息化技术,可以帮助我们节约时间、能源、金钱,大大减少各种差错带来的浪费。在所有行业中,建筑业几乎是劳动生产率提高最慢的,如果装配式建筑与BIM相结合,就是工业化加上信息化,这就极大推动了建筑业的转型升级。”

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装配式建筑构件楼梯上的二维码

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用手机扫描一下楼梯上的二维码,就能看到上图的相关信息。

绿色施工用上了无人机

建筑业的可持续发展,除了绿色设计助力,施工阶段的绿色化也不可或缺。绿色施工是指在保证质量、安全的基本前提下,最大限度地节约资源并减少环境负面影响的施工活动。

项目施工过程会对环境、资源造成严重影响,建造和拆除所产生的废弃物体量巨大,建造过程散发出的灰尘、微粒和空气污染物等都会对人体健康造成危害。如何减少建筑垃圾?王元丰认为国家已经做了很多工作,比如“国家已经大力推广散装水泥的应用。什么是散装水泥?原先的水泥是袋装的,而散装水泥是集中运到施工地,省去了拆袋的过程。原先水泥是在施工现场搅拌,现在是在水泥搅拌站配置完成之后,再由水泥搅拌车在开往工地的路上搅拌,减少了污染,所以这就是整个行业的技术转型升级”。

王元丰教授还向记者介绍了一些支持绿色施工的高新技术,“比如无人机、机器人。我们可以用无人机来检测,机器人来施工。无人机获得数据之后与BIM进行匹配,就会自动生成施工模型。无人机也可以做局部勘测,建筑的某一部分出现问题,就用无人机拍摄下来,这都是未来的发展趋势。另外,智能建造也发展迅速,现在我们把商业混凝土运到现场,在浇筑的时候可以安装一个探头,通过这个探头控制浇筑的角度,推测混凝土的量在多少合适。还有,装配式建筑每个构件都会喷上二维码,扫描二维码就可以得知构件当前在什么位置,什么时候交付使用,这就是信息化。技术的发展使我们的施工绿色化程度越来越高,中国目前是建筑大国,现在要向建筑强国迈进。”

当然,施工阶段还有很多绿色施工技术,比如施工现场的洒水喷淋、渣土覆盖等等。住房和城乡建设部2010年下发的《关于做好建筑业10项新技术(2010)推广应用的通知》,总结了在绿色施工中可行的四大技术模块,对绿色施工技术总结得很全面。在施工阶段,大力推广BIM技术、开展装配式建筑施工技术、装配式装修,对施工阶段节能减排都是非常重要的。

我国建筑业绿色发展很有成效

中国绿色建筑的发展非常快。2006年,中国发布了第一个绿色建筑标准。2010年,中国的绿色建筑在3000万平方米左右,经过8年的发展,如今已达到12亿平方米。王元丰介绍:“我国2006年的绿色建筑标准只是针对绿色奥运场馆,而现在绿色建筑的标准体系涵盖所有建筑类型,包括住宅、公共建筑、医院、学校等,标准体系相当健全。还有绿色城区,原来是单体的,现在逐渐走向区域。这些年我国在绿色建筑方面投入巨大,出台了很多鼓励政策,比如北方地区前几年对既有建筑的节能改造。可以说,中国绿色建筑的技术发展是非常迅速的。”

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2015年6月,河北省建筑科技研发中心办公楼获得由德国能源署和我国住建部科技与产业化发展中心共同颁发的“被动式房屋质量标识”。

【环境百科】

建筑信息模型(BIM)

建筑信息模型的英文全称是“Building Information Modeling”,缩写为BIM,它是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具。BIM通过三维数字技术模拟建筑物所具有的真实信息,利用创建好的BIM模型提升设计质量,减少设计错误,获取、分析工程成本数据,并为施工建造的全过程提供技术支撑。

中国的《建筑信息模型应用统一标准》自2017年7月1日起实施,目前已设立BIM技能考试。


本刊原创,如需要转载,请联系《环境与生活》杂志。

责编:郑挺颖

网编:吴燕芳



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