探寻装配式建筑实现“双碳”目标之路

我国的“十四五”规划立足于碳减排、碳中和及环境可持续发展举措，加强控制碳排放的措施，走出更加科学、健康、环保、清洁、低碳的现代人类居住生产生活之路。据统计，建设行业碳排放量占全球碳排放总量的38%，但综合建设行业上下游配套部品、设施设备、装饰装修等行业，总碳排放量占全球碳排放总量的70%。减少中国建设行业和建筑本身的能源消耗量及碳排放量，进一步细化碳减排行动，对实现碳减排、碳中和目标非常重要。

“双碳”目标下的建设思路

研究建设行业的碳排放，需要理清建筑全生命周期的全部能耗类别和数量。

●对装配式建筑进行重新定义。

现代高科技技术和产业化制造工艺条件下的装配式集成建筑是可以生产新能源的，其产生的能源余量对外输出进行能源和碳排放指标交易，创造经济效益，还可以满足国防、灾害应急需求。为此，应重新对装配式建筑制造进行多方面全系统发展评估规划。

●制定绿色低碳发展策略并付诸行动。

推动在低碳前提下的可再生新能源产业、能源交通运输仓储产业、低碳产业发展，推动绿色低碳装配式建筑和城乡建设综合发展。

●编制减少能源消耗系统化解决方案。

传统建设行业时代，将自然资源转化为材料和产品等生产行为附带产生的能源消耗、环境污染和二氧化碳排放属于无限制、无计划方式，完全可以对其编制系统化解决方案，从而可以作出巨大的碳减排、碳中和贡献。建设行业必须明确减少能源消耗、减少碳排放总量的计划和限制，以确保我国总体环境水平保持在可持续发展的范围内。在城乡建设过程中，装配式建筑可以发挥先行主导作用。各行各业发展均离不开建设，抓住建设行业这个关键环节，植入双碳理念和技术，梳理思路、制定双碳目标战略，指导行业执行。

我国建设行业的科技研发能力、加工制造能力、安装能力、管理能力等均位于世界领先地位，预计在未来10年~20年里，我国的新建装配式建筑将占全球总量的50%以上。我国每年新增约20亿平方米建筑面积，如果不对建设行业的能源消耗制定计划性、限制性系统化解决方案，建设行业全产业链的能源消耗和碳排放量会相应攀高。为了减少建设行业的能源使用量和碳排放量，采取进一步碳排放总量的限制行动，对于实现碳减排、碳中和目标将非常重要。

改变传统建设观念

通过观念的提升与转变，重新定位建设行业，推广装配式集成建筑，使建筑不再是能源消耗体，而是转换为生产新能源的空间载体。通过改变观念，将装配式建筑建设过程中各项专业技术、工艺、设备整合为一体化集成系统，明确“双碳”规划评估目标定位，系统化科学集成设计，产业集群化加工制造、安装、维保，数字化全程运营管理，可以有效减少建筑的能源输入需求，增加绿色新能源生产功能。

●制定碳减排、碳中和标准。

建设行业及其全产业链成员，必须明确在城乡建设项目中的碳减排、碳中和标准，在每个装配式建筑的全生命周期内（包括设计、选材、物流仓储、加工制造、安装、维保、运行管理等环节），按照碳减排、碳中和标准，将能源消耗和碳排放量降至最低。

●建设行业实现碳减排、碳中和的步骤。

建设行业实现碳减排、碳中和的步骤包括：制定标准规范评估目标；计算碳平衡最佳值并严格遵照执行；优化简化装配式建筑产业集群化、低碳化生产制造工艺；减少建筑材料的使用和物流仓储的能源资源需求；选择对环境影响小的绿色材料及新能源产品；使用节能低碳材料和技术，降低建筑用电、水、气需求，把建筑作为生产新能源的空间载体，实现污水、垃圾源头资源化分类收集，循环再生重复利用；实现建筑设计、生产、制造、安装、维保、运营管理数字化、一体化、系统化。

●现有建筑产生碳排放的因素。

现有建筑产生碳排放的主要因素包括：建筑的建造过程中使用的全部材料、设施、设备等及其生产流程所产生的碳；建设建筑物流、仓储、制造、安装过程中所产生的碳；建筑使用运营管理过程中所产生的碳；建筑搬迁、拆除或设备改造安装、装饰、装修、部品配套过程中所产生的碳。

实施方法探讨

在未来的城乡建设过程中，要实现碳中和，应尽量采用装配式建筑，从规划设计开始严格限定材料选择、物流仓储、生产制造、施工安装、运营维保等阶段的碳排放数量，要编制碳平衡规范及评估标准等，精细化计算建筑在全生命周期内产生的碳排放量。

此外，需要所有产业相互协同合作，在整个城乡建设过程中持续不断评估跟进，强制性执行“双碳”达标标准程序流程。优化装配式建筑新材料以满足碳中和的新生态环境，优化技术属性，针对新能源生产进行整合设计，充分利用建筑外立面和楼内余量空间进行污水、垃圾源头资源化处理的设施设备一体化设计，进行碳中和及气候环境影响测算，优先选择可再生、可循环、可重复使用的建筑材料，设计能源生产系统和污水、垃圾源头资源化分类回收再利用系统，实施以碳减排、碳中和为前提条件的建设，推动中国城乡建设可持续发展。

●制定城乡建设全产业生命周期的碳减排、碳中和计划。

严格计划城乡建设及运营过程中每一个产业、每一个阶段的碳排放，推动我国城乡建设可持续发展。实现碳减排、碳中和目标，可以通过装配式建筑技术和系统化设计方式来实现。

●探索碳抵消方式。

可以通过风力、光伏、涌浪、潮汐、生物、磁力、地热等绿色新能源和电力资源的获取，实现部分碳抵消。

林业和农业种植也可以实现部分碳抵消。例如，扩大森林和农作物种植面积，利用植物吸收实现部分碳抵消。

回收既有碳排放资源，通过再次利用消除温室气体后，再释放到大气中。例如，通过收集既有垃圾填埋场甲烷等温室气体，作为可再生能源发电、制冷、制热，以实现碳抵消。

●加强既有建筑改造保隔温技术措施和新材料应用。

在既有建筑和农业设施所有外立面的采光窗加装光伏发电玻璃，既节约能源，又可以生产新能源。

●推广智慧化低碳建设技术。

智慧化低碳建设技术是采取节能新技术避免碳排放的一种建设技术。智慧化低碳建设技术通过使用低碳材料和新技术设计来降低甚至避免碳排放，实现减少碳排放指标的量化计算，再进一步实现碳排放指标的货币化奖励。可以盘活存量，统计审查和密切评估现有存量闲置资产，提高存量闲置建筑使用率，减少新建项目，以降低碳排放总量。

●使用预制模块化装配式建筑技术。

使用新的装配式建筑施工材料和施工技术，可以实现安全、高效、快速、低成本、环保、可循环、客户定制化生产制造等优势的完美结合，实现总体建设工时下降70% ~ 80%，建设总成本下降到与传统建造方式价格相同。预制模块化装配式建筑技术是一种全新的系统化建筑制造方法，运用该技术制造的建筑物，其内外结构、围护系统、设备、管线、部品等都由工厂按设计精度预制生产并加工完成模组化的组合构件，所有组合构件运输到施工地，按设计图纸配置在建筑相应单元中，组装成完整建筑。预制模块化装配式建筑技术可以在全产业链进行统一数字化管理，提高建筑综合品质。在制造过程中，既可以降低劳动力数量和成本，还能减少水、电消耗和噪声污染，在使用环节也更加高效节能。同时，相比传统建造方式，能够有效缩短工期。

●推进智慧化数字管理和运行。

实施智慧化数字管理和运行，必须采取智慧化装配式建筑技术，帮助监控、评估、统计能源消耗及碳排放数据，以促使建筑减少对能源的高耗无效使用，在建筑物全寿命周期中避免或降低碳排放。具体措施包括：安装智能表及感应器、传感器和相关系统等，实时进行智慧化检测评估，统计建筑的能源需求变化，并相应改变调整到最佳状态。

智慧化数字管理和运行的更高阶段，是高效生产清洁新能源。如果所有建筑物可以自主生产清洁新能源，不仅实现了低碳环保，更加具有国防战略安全意义和实用价值。

●充分利用建筑及配套设施空间进行功能植入与扩展。

加强对建筑及配套设施外立面、内部闲置空间的综合利用，实现美学装饰、保温节能、生产新能源等功能与建筑及配套设施一体化。

寻找隐含碳排放量

在城乡建设全过程中及建筑和配套设施使用生命周期内，每一个环节都会产生碳排放量，必须对每一个环节隐含的碳排放量进行监控、评估、统计，并进行数字化管理，同时将其纳入碳排放指标进行奖励或处罚。笔者认为，实现减少隐含碳排放量可以采取以下措施。

在必要前提下，降低或逐步限制碳排放量高的不可再生型原材料使用。使用碳排放量高的原材料时，要进行综合碳排放量及环保节能数字化管理运行评估，科学判断其可行性。

我国的装配式建筑技术仍在不断发展，在研究装配式建筑的最佳碳中和解决方案时，全产业管理、运营、设计、制造、安装等团队中所有专业人员的共同认知和参与是必不可少的，如果我们不能缓解气候变化和降低碳排放量，气候环境恶化的连锁反应无疑会影响每个人的日常生活。未来，随着人们对气候环境保护的认识不断加深，我们必须采取行动，而碳减排、碳中和规划便是实现城乡融合、乡村振兴、新兴产业规划建设的有效解决方案。