從建筑大國(guó)到建筑強(qiáng)國(guó)必須“綠”

鄭挺穎 崔悅

建筑行業(yè)涵蓋設(shè)計(jì)、施工、裝修和管理。綠色建筑是指在建筑的全生命周期內(nèi)，最大限度節(jié)約自然資源、降低能耗。4月23日下午，《環(huán)境與生活》雜志記者來(lái)到北京交通大學(xué)，采訪了該校土木工程學(xué)院博士生導(dǎo)師王元豐教授，王教授向記者詳細(xì)介紹了我國(guó)建筑行業(yè)綠色化的發(fā)展。

綠色化是建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

王元豐教授與建筑行業(yè)綠色化結(jié)緣頗早，不但一直從事綠色建筑，而且在3年前還搞了一個(gè)大動(dòng)作。

2016年4月27日，以“土木工程可持續(xù)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)技術(shù)路徑”為主題的第559次香山科學(xué)會(huì)議，在北京香山飯店舉行。會(huì)議圍繞新材料、新結(jié)構(gòu)與土木工程可持續(xù)發(fā)展，土木工程可持續(xù)設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)營(yíng)維修，綠色土木工程及其可持續(xù)性評(píng)價(jià)等中心議題進(jìn)行深入討論。此次會(huì)議由王元豐教授發(fā)起并組織，王教授還作為會(huì)議執(zhí)行主席之一在會(huì)上發(fā)表主旨演講。當(dāng)時(shí)，王元豐教授從土木工程的關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)分析，探討中國(guó)土木工程應(yīng)對(duì)可持續(xù)挑戰(zhàn)的可行技術(shù)路徑。

香山科學(xué)會(huì)議是由科技部（原國(guó)家科委）發(fā)起，在科技部和中國(guó)科學(xué)院的共同支持下于1993年創(chuàng)辦的高層次、戰(zhàn)略性科學(xué)會(huì)議。以建筑為主題的會(huì)議，在香山科學(xué)會(huì)議的20多年歷史中很少。王元豐告訴《環(huán)境與生活》記者：“盡管這次香山科學(xué)會(huì)議過(guò)去3年了，我國(guó)的土木工程項(xiàng)目無(wú)論是從建筑結(jié)構(gòu)還是建筑體系上都有了更大變化。但是要搞好建筑行業(yè)的綠色發(fā)展，這個(gè)大背景沒(méi)有變?！?/p>

“未來(lái)建筑業(yè)資源消耗還會(huì)增加”

王元豐教授向《環(huán)境與生活》記者深度解讀了建筑行業(yè)綠色化的重要性：

“第一，建筑行業(yè)是自然資源消耗最大的一個(gè)行業(yè)。比如常用的水泥，水泥的原材料是石灰礦石，另外砂、水、鋼材等的消耗量也非常巨大。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，中國(guó)水泥的消耗量占全球的一半，而有些國(guó)家已經(jīng)不再開(kāi)采石灰石了。另外，中國(guó)天然砂不夠用，自然采沙不足，也需要進(jìn)口沙子了。解決辦法有兩個(gè)，一是做人工砂，把石頭打碎，弄成砂子。二是利用海砂，但海砂中氯鹽含量較高，氯鹽對(duì)混凝土和鋼筋有侵蝕作用。所以，自然資源的消耗量太大，這對(duì)建筑業(yè)無(wú)疑是一大挑戰(zhàn)。

“第二，自然資源消耗量這么大，而且還在繼續(xù)增加。全球的城市化進(jìn)程在持續(xù)發(fā)展，中國(guó)的城市化也在進(jìn)一步推進(jìn)。全球城市化水平平均在60%左右，中國(guó)在55%左右?，F(xiàn)在，全球城市化的目標(biāo)是要達(dá)到70%，中國(guó)可能要達(dá)到60%左右。也就是說(shuō)，建筑業(yè)未來(lái)還會(huì)消耗非常多的自然資源。

“第三，建筑業(yè)的能耗特別大。聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)（IPCC）第三次報(bào)告中列出了能耗的7個(gè)主要領(lǐng)域，其中能耗最大的3個(gè)分別是工業(yè)、交通和建筑。在建筑行業(yè)的能耗占比上，中國(guó)大概占27%到30%，如果加上建材，也有專家統(tǒng)計(jì)在40%左右。也就是說(shuō)，中國(guó)有1/3左右的能源在建筑業(yè)被消耗。

“第四，建筑行業(yè)的能耗有一個(gè)鎖定效應(yīng)，也就是說(shuō)房子已經(jīng)造好，那么能耗是比較固定的，很難再減少。如果房子建好的時(shí)候不節(jié)能，那么能耗就大。后面如果想要給房子做節(jié)能改造，難度會(huì)比較大。即便做到了，成本也會(huì)非常高。

“第五，從技術(shù)方面說(shuō)，整個(gè)建筑業(yè)的技術(shù)發(fā)展，使我們有可能把建筑行業(yè)的資源消耗、能耗降下來(lái)。現(xiàn)在，我們已經(jīng)有很多技術(shù)手段，像被動(dòng)房、裝配式建筑、建筑信息模型（BIM，參見(jiàn)本期《環(huán)境百科》）技術(shù)等。建筑行業(yè)是一個(gè)古老的行業(yè)，但現(xiàn)在也在嘗試轉(zhuǎn)型，傳統(tǒng)的建造方式將發(fā)生重大變化。

“最后，建筑業(yè)的節(jié)能減排已上升到國(guó)際談判的高度。所以，我覺(jué)得從這幾方面來(lái)看，建筑業(yè)需要綠色發(fā)展，并且建筑業(yè)也有綠色發(fā)展的可能和潛力。有需要，有潛力，又有技術(shù)的支持，并不是空談?！?/p>

“綠色材料，可持續(xù)設(shè)計(jì)很重要”

綠色建筑的節(jié)能體現(xiàn)在各個(gè)環(huán)節(jié)，從設(shè)計(jì)、建材、施工到運(yùn)營(yíng)維護(hù)等，都必須盡可能地綠色化。

那么，如何真正做到綠色化？王元豐告訴記者：“有很多途徑，首先是材料，要發(fā)展綠色建材。比如用粉煤灰、礦渣來(lái)做水泥。還有再生骨料混凝土，把用過(guò)的混凝土重新粉碎，循環(huán)利用，結(jié)合高強(qiáng)度材料做成再生混凝土。第二是設(shè)計(jì)，搞可持續(xù)設(shè)計(jì)，如綠色建筑、被動(dòng)房、裝配式建筑等。目前，各國(guó)對(duì)綠色建筑基本達(dá)成共識(shí)，都在大力節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材和保護(hù)環(huán)境。裝配式建筑是先在工廠生產(chǎn)建筑模塊，再到工地直接安裝。這些設(shè)計(jì)都離不開(kāi)信息化手段，而B(niǎo)IM就是一種新的信息化手段?！?/p>

王元豐教授向《環(huán)境與生活》記者舉例說(shuō)明BIM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：“我們?cè)瓉?lái)都是用CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）來(lái)設(shè)計(jì)建筑，那是平面制圖，而B(niǎo)IM是三維制圖，能進(jìn)行信息傳遞、協(xié)同。一座建筑的設(shè)計(jì)涉及建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電等，有了BIM這樣的平臺(tái)，可以把不同作業(yè)項(xiàng)目的信息在平臺(tái)上匯總。比如，現(xiàn)在建筑里布了許多管線，就可以在BIM平臺(tái)上做管線碰撞檢查。另外，信息可以共享，也就是說(shuō)設(shè)計(jì)完模型之后，可以給業(yè)主，也可以給下游施工方、運(yùn)營(yíng)方使用。在房子施工的時(shí)候，施工團(tuán)隊(duì)拿到圖紙，就知道設(shè)計(jì)合不合理，就可以對(duì)施工管理、施工團(tuán)隊(duì)進(jìn)行優(yōu)化。此外，還可以用來(lái)檢測(cè)施工材料、施工方法等。所以，BIM是驅(qū)動(dòng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的信息化技術(shù)，可以幫助我們節(jié)約時(shí)間、能源、金錢(qián)，大大減少各種差錯(cuò)帶來(lái)的浪費(fèi)。在所有行業(yè)中，建筑業(yè)幾乎是勞動(dòng)生產(chǎn)率提高最慢的，如果裝配式建筑與BIM相結(jié)合，就是工業(yè)化加上信息化，這就極大推動(dòng)了建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。”

綠色施工用上了無(wú)人機(jī)

建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，除了綠色設(shè)計(jì)助力，施工階段的綠色化也不可或缺。綠色施工是指在保證質(zhì)量、安全的基本前提下，最大限度地節(jié)約資源并減少環(huán)境負(fù)面影響的施工活動(dòng)。

項(xiàng)目施工過(guò)程會(huì)對(duì)環(huán)境、資源造成嚴(yán)重影響，建造和拆除所產(chǎn)生的廢棄物體量巨大，建造過(guò)程散發(fā)出的灰塵、微粒和空氣污染物等都會(huì)對(duì)人體健康造成危害。如何減少建筑垃圾？王元豐認(rèn)為國(guó)家已經(jīng)做了很多工作，比如“國(guó)家已經(jīng)大力推廣散裝水泥的應(yīng)用。什么是散裝水泥？原先的水泥是袋裝的，而散裝水泥是集中運(yùn)到施工地，省去了拆袋的過(guò)程。原先水泥是在施工現(xiàn)場(chǎng)攪拌，現(xiàn)在是在水泥攪拌站配置完成之后，再由水泥攪拌車(chē)在開(kāi)往工地的路上攪拌，減少了污染，所以這就是整個(gè)行業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)”。

王元豐教授還向記者介紹了一些支持綠色施工的高新技術(shù)，“比如無(wú)人機(jī)、機(jī)器人。我們可以用無(wú)人機(jī)來(lái)檢測(cè)，機(jī)器人來(lái)施工。無(wú)人機(jī)獲得數(shù)據(jù)之后與BIM進(jìn)行匹配，就會(huì)自動(dòng)生成施工模型。無(wú)人機(jī)也可以做局部勘測(cè)，建筑的某一部分出現(xiàn)問(wèn)題，就用無(wú)人機(jī)拍攝下來(lái)，這都是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。另外，智能建造也發(fā)展迅速，現(xiàn)在我們把商業(yè)混凝土運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，在澆筑的時(shí)候可以安裝一個(gè)探頭，通過(guò)這個(gè)探頭控制澆筑的角度，推測(cè)混凝土的量在多少合適。還有，裝配式建筑每個(gè)構(gòu)件都會(huì)噴上二維碼，掃描二維碼就可以得知構(gòu)件當(dāng)前在什么位置，什么時(shí)候交付使用，這就是信息化。技術(shù)的發(fā)展使我們的施工綠色化程度越來(lái)越高，中國(guó)目前是建筑大國(guó)，現(xiàn)在要向建筑強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)?！?/p>

當(dāng)然，施工階段還有很多綠色施工技術(shù)，比如施工現(xiàn)場(chǎng)的灑水噴淋、渣土覆蓋等等。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2010年下發(fā)的《關(guān)于做好建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)（2010）推廣應(yīng)用的通知》，總結(jié)了在綠色施工中可行的四大技術(shù)模塊，對(duì)綠色施工技術(shù)總結(jié)得很全面。在施工階段，大力推廣BIM技術(shù)、開(kāi)展裝配式建筑施工技術(shù)、裝配式裝修，對(duì)施工階段節(jié)能減排都是非常重要的。

我國(guó)建筑業(yè)綠色發(fā)展很有成效

中國(guó)綠色建筑的發(fā)展非?？?。2006年，中國(guó)發(fā)布了第一個(gè)綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)。2010年，中國(guó)的綠色建筑在3000萬(wàn)平方米左右，經(jīng)過(guò)8年的發(fā)展，如今已達(dá)到12億平方米。王元豐介紹：“我國(guó)2006年的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)只是針對(duì)綠色奧運(yùn)場(chǎng)館，而現(xiàn)在綠色建筑的標(biāo)準(zhǔn)體系涵蓋所有建筑類型，包括住宅、公共建筑、醫(yī)院、學(xué)校等，標(biāo)準(zhǔn)體系相當(dāng)健全。還有綠色城區(qū)，原來(lái)是單體的，現(xiàn)在逐漸走向區(qū)域。這些年我國(guó)在綠色建筑方面投入巨大，出臺(tái)了很多鼓勵(lì)政策，比如北方地區(qū)前幾年對(duì)既有建筑的節(jié)能改造?？梢哉f(shuō)，中國(guó)綠色建筑的技術(shù)發(fā)展是非常迅速的?！?/p>