“雙碳”目標(biāo)下綠色建筑技術(shù)應(yīng)用
——以上海中心大廈為例

文/湖南工業(yè)大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院 邵凡茜

1 “雙碳”與綠色建筑概述

1.1 “雙碳”

“雙碳”即碳達(dá)峰與碳中和。碳達(dá)峰指某個(gè)地區(qū)在某段時(shí)間內(nèi)CO2排放量不再增加，繼而達(dá)到峰值后逐步回落的過(guò)程；碳中和指某個(gè)地區(qū)在某段時(shí)間內(nèi)排放的CO2總量與其通過(guò)節(jié)能減排等方式減少的CO2總量相抵消，實(shí)現(xiàn)CO2“零排放”的過(guò)程。

“雙碳”可理解為高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。早期工業(yè)化發(fā)展導(dǎo)致大氣中CO2濃度過(guò)高，全球氣候變暖，溫室效應(yīng)加劇，不僅威脅人類(lèi)健康，還給陸地海洋生態(tài)、食品安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展造成不利影響，故節(jié)能減排是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

1.2 綠色建筑

綠色建筑指可與環(huán)境相融，在建筑全生命周期內(nèi)，通過(guò)綠色技術(shù)最大程度減輕對(duì)周?chē)h(huán)境的污染，節(jié)約資源并為人們提供健康環(huán)保及舒適空間的建筑。

2006年住建部公布GB/T 50378—2006《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，其后對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)不斷修正，2019年公布GB/T 50378—2019《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)建筑安全性、節(jié)能性和適宜性提出更高要求。各地區(qū)頒布一系列綠色建筑補(bǔ)貼優(yōu)惠政策，推動(dòng)綠色建筑項(xiàng)目的落地。

2 綠色建筑助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)路徑

1）源頭減排 實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)需從源頭減排入手，源頭減排是降低碳排放的根本。根據(jù)運(yùn)行時(shí)間段單位建筑面積的總碳排放量計(jì)算，得出源頭減排需控制建筑面積，即建筑規(guī)模。通過(guò)合理設(shè)置建筑空間布局，科學(xué)規(guī)劃建筑規(guī)模，可在一定程度上節(jié)約建筑材料。

2）新能源技術(shù)發(fā)展 “雙碳”目標(biāo)的提出給現(xiàn)狀能源結(jié)構(gòu)帶來(lái)挑戰(zhàn)，應(yīng)加快發(fā)展新能源技術(shù)，減少高碳排放能源的使用，將其替代為新能源與清潔能源，以實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整。

3）發(fā)展智能化電氣系統(tǒng) 我國(guó)正逐步提高建筑領(lǐng)域電氣智能化水平。電氣設(shè)施作為建筑基礎(chǔ)設(shè)施，包含強(qiáng)電系統(tǒng)和弱點(diǎn)系統(tǒng)，前者包括空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等；后者即智能化系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)智能實(shí)時(shí)監(jiān)控。

4）創(chuàng)新政策支持 實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)需財(cái)政支持，相關(guān)部門(mén)應(yīng)采取獎(jiǎng)勵(lì)措施以鼓勵(lì)新建綠色建筑或既有建筑綠色改造，為技術(shù)研發(fā)提供充足的資金支持；大力推廣綠色建筑，通過(guò)政策引導(dǎo)，減少使用高碳排放量的建筑材料，鼓勵(lì)使用低碳建材以減少污染。

3 綠色建筑實(shí)踐——上海中心大廈

3.1 項(xiàng)目概況

上海中心大廈位于上海市浦東新區(qū)陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，是集商業(yè)、辦公、酒店、觀(guān)光功能于一體的超高層綠色建筑，與東側(cè)環(huán)球金融中心和北側(cè)金茂大廈共同構(gòu)建金融貿(mào)易區(qū)，是上海市標(biāo)志性建筑之一（見(jiàn)圖1）。建筑高632m，119層，建筑面積433954m2。該建筑采用多項(xiàng)可持續(xù)建筑技術(shù)，滿(mǎn)足綠色環(huán)保要求，并獲得中國(guó)綠色建筑三星級(jí)標(biāo)識(shí)及美國(guó)LEED綠色建筑認(rèn)證。

1上海中心大廈外立面（圖片來(lái)源：作者自攝）

據(jù)上海中心大廈環(huán)境影響報(bào)告顯示：建筑綜合節(jié)能率大于60%；室內(nèi)環(huán)境達(dá)標(biāo)率100%；非傳統(tǒng)水資源利用率大于40%；可循環(huán)材料使用率大于10%。

3.2 綠色建筑技術(shù)

3.2.1 BIM技術(shù)

上海中心大廈運(yùn)用BIM技術(shù)指導(dǎo)全過(guò)程設(shè)計(jì)，包括設(shè)計(jì)方案、施工建造、工作量計(jì)算及后期更新維護(hù)等。該技術(shù)用于建筑全生命周期，使用計(jì)算機(jī)將全過(guò)程建設(shè)信息進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)不同部門(mén)工作人員的信息交流與共享，最終形成直觀(guān)、精細(xì)的三維空間模型。如果建造過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，建筑師可隨時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理。

3.2.2 智能電氣化系統(tǒng)

基于不同時(shí)間段、光照強(qiáng)度及溫度，上海中心大廈內(nèi)智能照明與智能空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)可根據(jù)人員數(shù)量自動(dòng)調(diào)節(jié)。上海中心大廈采用冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，通過(guò)運(yùn)行發(fā)電設(shè)備向大廈供電，排出的余熱通過(guò)回收設(shè)備回收使用，若電路出現(xiàn)故障，發(fā)電設(shè)備可作為備用電源供建筑使用。上海中心大廈采用電梯電能回饋裝置和智能控制系統(tǒng)，前者可將電梯運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能供大廈使用；后者可根據(jù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的人數(shù)控制電梯運(yùn)行數(shù)量，通過(guò)配備變速控制高峰期和非高峰期兩個(gè)時(shí)間段的運(yùn)行速度，提高電梯使用效率和服務(wù)質(zhì)量。上海中心大廈采用CO2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)人數(shù)并根據(jù)其調(diào)控新風(fēng)排風(fēng)量。另外，還設(shè)置建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)，既可在能耗超標(biāo)時(shí)發(fā)出預(yù)警提醒，又可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況。

3.2.3 建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)

建筑外立面采用雙層玻璃幕墻。傳統(tǒng)玻璃幕墻耗能較大，建筑師綜合考慮各方因素，決定采用玻璃自遮陽(yáng)與水平固定外遮陽(yáng)方式。雙層玻璃幕墻選取25%彩釉玻璃作為外幕墻玻璃材料，低輻射中空玻璃作為內(nèi)幕墻玻璃材料，內(nèi)外玻璃中間形成溫度緩沖區(qū)，避免室內(nèi)熱量與外界傳導(dǎo)，具有保溫與隔熱作用。上海中心大廈幕墻外挑10cm水平遮陽(yáng)板，設(shè)置可調(diào)節(jié)遮陽(yáng)設(shè)施，提高建筑遮陽(yáng)效果。

3.2.4 建筑風(fēng)環(huán)境

作為超高層建筑，上海中心大廈與周?chē)?幢超高層建筑形成超高層建筑群，對(duì)區(qū)域風(fēng)環(huán)境產(chǎn)生較大影響。上海中心大廈外部結(jié)構(gòu)框架與傳統(tǒng)超高層建筑不同，其外立面高度每提升1層，即不規(guī)則扭曲1°，形成不規(guī)則螺旋形態(tài)，一定程度上可延緩風(fēng)流，使風(fēng)荷載降低24%，以減少大廈負(fù)荷。建筑內(nèi)部中庭與雙層幕墻中間的空中花園設(shè)計(jì)改善了內(nèi)部風(fēng)環(huán)境。

3.2.5 新能源利用

上海中心大廈采用地源熱泵系統(tǒng)，利用地下恒溫原理，冬季將地面溫度較低的水通過(guò)地下管道進(jìn)行水循環(huán)，使水溫上升至恒溫；夏季則使水溫下降至恒溫，以減少能源消耗。另外，上海中心大廈頂部設(shè)置54個(gè)垂直軸渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，以供給頂部景觀(guān)照明及用電需求，進(jìn)而降低電能消耗。

3.2.6 光污染防治

上海中心大廈采用全玻璃幕墻設(shè)計(jì)，考慮玻璃幕墻光污染問(wèn)題，選擇退臺(tái)式幕墻，并采用反射率較低的玻璃進(jìn)一步降低幕墻光污染。同時(shí)，建筑內(nèi)部中庭設(shè)計(jì)與空中花園也可有效避免眩光。

4 結(jié)語(yǔ)

建筑業(yè)作為碳排放大戶(hù)，無(wú)疑成為推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要影響因素。上海中心大廈作為超高層綠色建筑，采用多項(xiàng)節(jié)能技術(shù)，滿(mǎn)足綠色環(huán)保要求，有助于“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。但僅以某個(gè)綠色建筑案例進(jìn)行分析，并不能完全反映我國(guó)綠色建筑發(fā)展現(xiàn)狀。因此，需研究更多綠色建筑案例，以深入探討綠色建筑對(duì)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的作用。