建筑业绿色转型的四个方向

   日期:2023-05-11     浏览:60     评论:0    
核心提示:2022年3月住建部发布《十四五建筑节能与绿色建筑发展规划》,指出到2025年城镇新建居住建筑能效水平在2020年的基础上提升30%,城镇新建公共建筑能效水平在2020年的基础上提升20%,基本形成绿色
 2022年3月住建部发布《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》,指出到2025年城镇新建居住建筑能效水平在2020年的基础上提升30%,城镇新建公共建筑能效水平在2020年的基础上提升20%,基本形成绿色、低碳、循环的建设发展方式。此外,之前住建部发布的《建筑节能与可再生能源利用通用规范》,要求新建的居住和公共建筑碳排放强度平均降低7kgCO2 /(m2 –a)以上,将建筑碳排放计算作为强制要求执行。这两份重要政策的出台发布意味着建筑业的绿色化发展从之前的锦上添花成为了必由之路。

建筑业的绿色转型是实现城乡建设领域2030年前碳达峰的重要措施,也是实现我国双碳目标的重要突破口。这是因为全球温室气体排放量的73%源于能源消耗,而建筑是“耗能大户”。根据《中国建筑能耗研究报告 (2020)》 显示,2018年我国建筑全过程能耗总量为21.47 亿吨标准煤当量,占全国能源消费总量的46.5%,二氧化碳排放总量为 49.3 亿吨,占全国二氧化碳排放总量的51%。

建筑业绿色发展意在促进建筑全生命周期的资源节约、低碳环保,推进建筑产业与自然和谐共生,实现行业可持续增长。因此建筑业绿色化不仅指建筑产品的绿色化,还应包括建筑材料的绿色化、建造过程的绿色化、建筑运维的绿色化;建筑业绿色化既要求新建建筑达到绿色标准,也要求存量建筑进行绿色化改造。

建筑企业的要推行绿色化转型,应着力于建材绿色化、建造绿色化、建筑产品绿色化及建筑垃圾资源化等四个方面。

 

 

 

建材绿色化


根据《中国建筑能耗研究报告(2020)》,在建材生产、建造过程和建筑运行三个阶段中,建材生产阶段是建筑全过程能耗及碳排放最高的环节,其能耗为11亿吨标准煤当量,占建筑过程能耗的51%;碳排放为27.2亿吨,占建筑过程碳排放的53%。因此建材绿色化对碳达峰、碳中和意义重大,如果建材绿色化无法实现重大突破,那么建筑业的双碳目标实现将会极其困难。此外,由于建材是建筑产品的构成部分,所以建材绿色化不仅是建材生产环节降低能耗、减少污染的重要措施,而且对建筑运行阶段的绿色化影响深远。

建材绿色化不仅要求建筑材料具有绿色环保特性,对人类健康无害,也要求在建筑材料产品加工生产的过程是绿色化的,减低对天然资源和能源的使用,减少碳排放,减少对环境的污染及破坏。生态水泥就是这方面很好的案例。生态水泥是以城市垃圾焚烧灰和废水中污泥、工业废料等废弃物为主要原料,添加其他辅料烧制而成的新型水泥。其具有和普通水泥相同的质量,但能大幅减少能源消耗和碳排放,对节能减排意义重要。

建材绿色化的产品方向有很多。根据《绿色建材产品认证实施方案》,绿色建材包括围护结构及混凝土类、门窗幕墙及装饰装修类、防水密封及建筑涂料类、给排水及水处理设备类、暖通空调及太阳能利用于照明和其它设备类等六大类51类产品。但建材绿色转型的重中之重应是主要建材的绿色化。根据《中国建筑能耗研究报告 (2020)》, 钢材、水泥及铝材三大主材能耗与碳排放占比超过建材生产阶段能耗与碳排放90%。

从能源消耗来看,钢材是能源消耗最多的建筑材料,其次是铝材,再次是水泥;从碳排放来看,钢材的碳排放达到了13.1亿吨,水泥的碳排放达到了11.1亿吨,铝材的碳排放为2.7亿吨。钢材、水泥及铝材等三大建筑主材,都是高能耗高污染的行业,因此应成为建筑业绿色转型的攻克重点对象。

 

 

 

建造绿色化


就目前的技术研究成果而言,装配式建筑是实现建造绿色化的主要途径。与传统湿作业施工相比,装配式建筑能大幅度地提高节水节能能力,并有效减少有害气体及污水的排放,降低施工粉尘及噪声污染,降低固体垃圾的排放。以预制率35%的30层住宅项目为例,PC装配式建筑较传统现浇建筑可节约工期30%,节约水资源35%、减少能源消耗30%、建筑废物处理量减少65%、 建筑粉尘降低23%,绿色低碳环保优势明显。

另外,根据中国工程院的测算数据,PS装配式建筑较传统现浇建筑可减少二氧化碳排放量15%,减少二氧化硫有害气体排放量32%,减少粉尘59%,减少固废51%,减少耗水量39%,减少能耗12%。

相关政策密集出台发布将促进装配式建筑的快速发展。《“十四五”建筑业发展规划》《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》等文件指出到2025年,装配式建筑占新建建筑比例达到30%。

“十四五”期间鼓励医院、学校等公共建筑优先采用钢结构建筑,大力发展钢结构建筑;在商品住宅和保障性住房中积极推广装配式混凝土建筑,完善适用于不同建筑类型的装配式混凝土建筑结构体系,加大高性能混凝土、高强钢筋和消能减震、预应力技术的集成应用。

陆续出台的《装配式住宅设计选型标准》《钢结构住宅主要构件尺寸指南》《装配式混凝土结构住宅主要构件尺寸指南》和《住宅装配化装修主要部品部件尺寸指南》等文件,引导标准化设计、工业化生产、装配式施工,推进新型建筑工业化持续健康发展。

装配式建筑在推行中遇到的最大挑战是经济性不高,规模效益不明显。根据住建部住宅产业化促进中心测算,现浇混凝土房屋造价约2,000元/平米,而PC结构小高层住宅(装配率20%-60%)平均造价分别为2,151元/平方米,较现浇造价高7.6%;PC高层住宅(装配率20%-60%)平均造价为 2,416元/平方米,较现浇造价高20.8%。钢结构高层住宅平均造价为2,777元/平方米,较现浇造价高38%。

装配式建筑的总造价仍高于传统现浇工程主要有两个原因,一是装配式建筑市场份额较低,构件生产厂产能利用率不足,构件生产成本偏高;二是碳排放的成本没有计入工程造价中,导致现浇工程造价偏低。

但我们有理由相信,这种情况将会发生重大改变。一方面,在双碳目标倒逼下,随着碳交易机制的建立以及人工成本和原材料成本的上升,传统现浇工程造价必然会大幅度上涨;另一方面,在政策引导、资本推动以及技术创新下,装配式建筑市场逐渐扩大,构件用量稳步增长,规模效应呈现,建筑配建筑的成本将大幅度缩减,最终比现浇工程更经济。

 

 

 

建筑产品绿色化

建筑绿色化的机会首先体现在新建建筑上。《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》指出,到2025年城镇新建建筑全面执行绿色建筑标准。而2020年,全国城镇新建绿色建筑占当年新建建筑面积比例达到仅为77%,五年间,这一占比提升了23个百分点。假设“十四五”期间每年城镇新建建筑面积维持不变,仍为30.7 亿平米,那么到2025年新建绿色建筑面积将达到30.7亿平米。

根据住建部2019年4月发布的《绿色建筑经济指标(征求意见稿)》中的相关数据,可以预估平均每平方米的造价约3000元,那么新建绿色建筑市场规模约 9.2万亿元。绿色建筑未来产品新方向是超低能耗、近零能耗建筑。超低能耗建筑、近零能耗建筑是通过自然通风、自然采光、太阳能辐射和室内非供暖热源得热等各种被动式节能措施与建筑外围护结构保温隔热节能技术相结合建造而成的建筑,因其能减排效益突出,而备受关注。

《“十四五”建筑建筑节能与绿色建筑发展规划》明确到2025年建设超低能耗、近零能耗建筑示范项目0.5亿平方米以上,并在京津冀及周边地区、长三角等有条件地区全面推广超低能耗建筑,鼓励政府投资公益性建筑、大型公共建筑、重点功能区内新建建筑执行超低能耗建筑、近零能耗建筑标准。

根据住建部测算,“在水一方”示范项目与采用集中供暖方式的居住建筑相比,采暖费用可降低 80%以上,制冷费用可降低 40% 以上。若将北方地区新建居住建筑建成超低能耗建筑、近零能耗建筑,则可在2050年时较2011年累计节省32亿吨标准煤,约占我国每年能源生产量的 84%;可在2050年时较 2011年累计减排 89亿吨二氧化碳,约占我国每年二氧化碳排放量的 96%。

建筑绿色化的机会其次体现在光伏、地热等可再生能源在建筑应用领域上。《2030年前碳达峰行动方案》提出“提高建筑终端电气化水平,建设集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的光储直柔建筑。到2025年新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%”。对应目标,预计以公共建筑、产业园区为代表的分布式光伏建筑相关投资未来五年年均复合增长率超过20%。

《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》提出,2025年城镇建筑可再生能源替代率达到8%,全国新增建筑太阳能光伏装机容量 50GW 以上,新增地热能建筑应用面积达到1亿平方米以上。在政策的持续推动下,可再生能源行业有望加速成长。

建筑绿色化的机遇还体现在建筑智能运行及存量建筑绿色化改造中。智能运行是指采用物联网等技术手段升级建筑管理模式等方式,使建筑运行更加节约能源,如商业建筑中的酒店、商业综合体、办公楼,公共建筑的场馆、机场、高铁站、医院,工厂建筑的中央空调厂房等均可通过更加智能化的控制实现节能减排。我国目前约为600亿平方米的存量建筑,绿色低碳化节能改造是重点,特别针对能耗较大的大型公共建筑,以绿色节能技术为载体、集投建营为一体的合同能源管理模式未来将有更大发展空间。

 

 

 

建筑垃圾资源化

我国建筑业的物资资源消耗大、利用率不高。根据相关数据统计,我国建筑业物质资源消耗占钢材的55%、木材的40%、水泥的70%、玻璃的76%、塑料的25%。与此同时,我国大量建筑的建造寿命不到30年,每平方米的建筑用钢比要比发达国家高出10%以上,建筑垃圾总量占到整个垃圾总量的30%—40%。

这些建筑垃圾主要来源三个部分。一是旧建筑拆除所产生的建筑垃圾,占整个建筑垃圾的58%;二是新建建筑施工产生的建筑垃圾,占整个建筑垃圾的36%;三是建筑装饰所产生的建筑垃圾,占整个建筑垃圾的6%。如何通过技术、商务模式创新等手段提升物资资源的利润率,减少资源的浪费将成为建筑业转型升级的重要内容,也是建筑业绿色发展的重要方向。

根据循环经济理论,建筑垃圾的资源化首当其冲应以减量化为目标。在工程建造的过程,提升物资资源的利润率,减少资源浪费,减少建筑垃圾的排放。《“十四五”建筑业发展规划》提到,积极推行施工现场建筑垃圾减量化,到2025年实现新建建筑施工现场建筑垃圾(不包括工程渣土、工程泥浆)排放量每万平方米不高于300吨,其中装配式建筑排放量不高于200吨。其次,加强对资源的重复利用次数,提升资源的使用效率,加强对周转材料、周转设备的重复使用次数。

例如中建三局首创“循环施工电梯”。该模式对传统的施工电梯的“单导轨架双梯笼”改造为旋转换道装置,这样可以实现单个导轨架上可循环运行数倍乃至数十倍梯笼,从而提高了施工电器的利用效率。再次,对建筑垃圾进行产业化处理是建筑垃圾资源化关键。在对建筑垃圾进行分类、筛选、碎化的基础上,形成“建筑垃圾产生、废弃物资源化产品、新产品消费”等循环模式。例如在中建三局在武汉绿地重点项目中对建筑垃圾进行分类、粉碎,再加工,将9000余吨建筑废渣转化了100万块新型建筑灰砂砖,将建筑垃圾变废为宝,提升了建筑资源的综合利用率。

展望建筑业的绿色发展,建筑企业需要以碳中和、碳达峰的终局思维谋划发展,在趋势中寻找机会,快速出击、果断行动,通过技术、商业模式的创新,将绿色环保的政策优势转化为商业优势,推进建筑产业的绿色高质量发展。

 

 
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