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作者韓業天
三、綠色低碳建筑建造路徑研究
《城鄉建設領域碳達峰實施方案》中實現綠色低碳建筑，主要是從六個方面進行：推廣裝配式建筑，鋼結構住宅；推廣智能建造；施工現場建筑垃圾管控；節能型施工設備；選用獲得綠色建材認證標識的建材產品、建筑垃圾集中處理、分級利用。
《2023中國建筑與城市基礎設施碳排放研究報告》提到建筑的全壽命周期綠色低碳即：建筑材料與設備生產和運輸階段；建筑施工階段；建筑運營階段；建筑拆除階段。
《綠色建造技術導則》從綠色策劃、綠色設計、綠色施工、綠色交付四個方面推進綠色建造。
綜上，本章重點從綠色低碳建材、綠色低碳設計、綠色低碳施工三個方面闡述實現綠色低碳建筑路徑。
（一）綠色低碳建材
綠色低碳建筑建造路徑在建筑材料方面主要從建筑材料生產階段、運輸階段、使用階段三個維度面展開。
1.生產階段的綠色低碳
《建材行業碳達峰實施方案》中實現建筑材料生產綠色低碳的實施路徑從以下四個方面展開：總量控制；原料替代；用能轉換；技術創新。
（1）總量控制
總量控制即：控制包括鋼鐵、水泥、混凝土等傳統結構建材，還包括裝飾材料、保溫材料、玻璃幕墻等功能性材料，在建筑建造中的總量。
控制新增產能。嚴格落實水泥、平板玻璃行業產能置換政策，加大對過剩產能的控制力度，堅決遏制違規新增產能，確?？偖a能維持在合理區間。加強石灰、建筑衛生陶瓷、墻體材料等行業管理，加快建立防范產能嚴重過剩的市場化、法治化長效機制，防范產能無序擴張。支持國內優勢企業“走出去”，開展國際產能合作。
退出落后產能。通過綜合手段依法依規淘汰落后產能；通過能耗、環保、質量等指標限制作用，引導能耗高、排放大的低效產能有序退出；通過政策引導及鼓勵，推動建材領軍企業開展資源整合和兼并重組，優化生產資源配置和行業空間布局。
水泥錯峰生產。分類指導，差異管控，精準施策安排好錯峰生產，推動全國水泥錯峰生產有序開展，有效避免水泥生產排放與取暖排放疊加；加大落實和檢查力度，健全激勵約束機制，充分調動企業依法依規執行錯峰生產的積極性。
（2）原料替代
原料替代即：在生產鋼鐵、水泥、混凝土等傳統結構建材，還包括裝飾材料、保溫材料、玻璃幕墻等功能性材料過程中采用替代材料，以實現綠色低碳。
減少碳酸鹽用量。強化產業間耦合，加快水泥行業非碳酸鹽原料替代，在保障水泥產品質量的前提下，提高電石渣、磷石膏、氟石膏、錳渣、赤泥、鋼渣等含鈣資源替代石灰石比重，全面降低水泥生產工藝過程的二氧化碳排放。加快高貝利特水泥、硫（鐵）鋁酸鹽水泥等低碳水泥新品種的推廣應用。研發含硫硅酸鈣礦物、粘土煅燒水泥等材料，降低石灰石用量。
提升固廢利用水平。支持利用水泥窯無害化協同處置廢棄物。鼓勵以高爐礦渣、粉煤灰等對產品性能無害的工業固體廢棄物為主要原料的超細粉生產利用，提高混合材產品質量。提升玻璃纖維、巖棉、混凝土、水泥制品、路基填充材料、新型墻體和屋面材料生產過程中固廢資源利用水平。支持在重點城鎮建設一批達到重污染天氣績效分級B級及以上水平的墻體材料隧道窯處置固廢項目。
建材產品減量化使用。精準使用建筑材料，減量使用高碳建材產品。提高水泥產品質量和應用水平，促進水泥減量化使用。開發低能耗制備與施工技術，加大高性能混凝土推廣應用力度。加快發展新型低碳膠凝材料，鼓勵固碳礦物材料和全固廢免燒新型膠凝材料的研發。
（3）用能轉換
用能轉換即：在生產鋼鐵、水泥、混凝土等傳統結構建材，還包括裝飾材料、保溫材料、玻璃幕墻等功能性材料過程中轉換使用綠色低碳能源，以實現綠色低碳。
使用替代燃料。支持生物質燃料等可燃廢棄物替代燃煤，推動替代燃料高熱值、低成本、標準化預處理。完善農林廢棄物規?；厥盏壬嫌萎a業鏈配套，形成供給充足穩定的衍生燃料制造新業態，提升水泥等行業燃煤替代率。
使用清潔綠色能源。優化建材行業能源結構，促進能源消費清潔低碳化，在氣源、電源等有保障，價格可承受的條件下，有序提高平板玻璃、玻璃纖維、陶瓷、礦物棉、石膏板、混凝土制品、人造板等行業的天然氣和電等使用比例。推動大氣污染防治重點區域逐步減少直至取消建材行業燃煤加熱、烘干爐（窯）、燃料類煤氣發生爐等用煤。引導建材企業積極消納太陽能、風能等可再生能源，促進可再生能源電力消納責任權重高于本區域最低消納責任權重，減少化石能源消費。
提高能源利用效率。引導企業建立完善能源管理體系，建設能源管控中心，開展能源計量審查，實現精細化能源管理。加強重點用能單位的節能管理，嚴格執行強制性能耗限額標準，加強對現有生產線的節能監察和新建項目的節能審查，樹立能效“領跑者”標桿，推進企業能效對標達標。開展企業節能診斷，挖掘節能減碳空間，進一步提高能效水平。
（4）技術創新
技術創新即：在生產鋼鐵、水泥、混凝土等傳統結構建材，還包括裝飾材料、保溫材料、玻璃幕墻等功能性材料過程中通過技術創新手段，以實現綠色低碳。
研發重大關鍵低碳技術。突破水泥懸浮沸騰煅燒、玻璃熔窯窯外預熱、窯爐氫能煅燒等重大低碳技術。研發大型玻璃熔窯大功率“火-電”復合熔化，以及全氧、富氧、電熔等工業窯爐節能降耗技術。加快突破建材窯爐碳捕集、利用與封存技術，加強與二氧化碳化學利用、地質利用和生物利用產業鏈的協同合作，建設一批標桿引領項目。探索開展負排放應用可行性研究。加大低溫余熱高效利用技術研發推廣力度。加快氣凝膠材料研發和推廣應用。
推廣節能降碳技術裝備。每年遴選公布一批節能低碳建材技術和裝備，到2030年累計推廣超過100項。水泥行業加快推廣低阻旋風預熱器、高效燒成、高效篦冷機、高效節能粉磨等節能技術裝備，玻璃行業加快推廣浮法玻璃一窯多線等技術，陶瓷行業加快推廣干法制粉工藝及裝備，巖棉行業加快推廣電熔生產工藝及技術裝備，石灰行業加快推廣雙膛立窯、預熱器等節能技術裝備，墻體材料行業加快推廣窯爐密封保溫節能技術裝備，提高磚瓦窯爐裝備水平。
以數字化轉型促進行業節能降碳。加快推進建材行業與新一代信息技術深度融合，通過數據采集分析、窯爐優化控制等提升能源資源綜合利用效率，促進全鏈條生產工序清潔化和低碳化。探索運用工業互聯網、云計算、第五代移動通信（5G）等技術加強對企業碳排放在線實時監測，追蹤重點產品全生命周期碳足跡，建立行業碳排放大數據中心。針對水泥、玻璃、陶瓷等行業碳排放特點，提煉形成10套以上數字化、智能化、集成化綠色低碳系統解決方案，在全行業進行推廣。
建筑材料綠色化生產示例。臨沂中聯在原有水泥窯低溫余熱發電基礎上，投資6000萬元建設6.5MWp分布式光伏并網電站，全年可發電1000萬千瓦時，減少二氧化碳排放約5703噸。此外，在生活區、辦公區投資建設年發電量約30萬千瓦時的光伏發電車棚，在廠區水塘建設年發電量約為5萬千瓦時漂浮漁光互補光伏發電系統，并采用“就近接入、自發自用、余電上網”的方式，大幅減少企業外購用電成本，促進清潔生產、低碳生產，在經濟效益、環境保護方面產生了巨大價值。
建材智能化、低碳化生產示例。一是2022年6月10日，浙江南方水泥有限公司首個水泥企業智能安全管理平臺在常山南方水泥有限公司成功上線。智能安全管理平臺擁有20個子模塊，包括安全隨手拍、反違章、作業安全、相關方管理、工器具管理、教育培訓、風險隱患治理、職業健康管理、目標與職責、制度化管理、應急管理及環保管理等。平臺將IOT、人工智能、大數據等新一代數字化技術與安全環保全要素相融合，依據《企業安全生產標準化基本規范》的八大核心要素構建而成，實現了“安全環保體系一鍵式分析、安全環保學習一站式服務、項目工程點對點查驗、領導帶班全方位落地、施工現場可視化直聯”，切實提高安全生產管理的工作效率與數智化水平。二是天津水泥院依托自身科技研發和數字化建設優勢，自主開發了“雙碳”數字化公共服務平臺，包括碳資產管理平臺、工廠碳排放數字化核算平臺、裝備產品碳足跡核算平臺、綠色低碳建筑碳平臺和區域能碳雙控平臺，面向企業、園區、政府提供圍繞“雙碳”目標的管、算、評、改的一站式服務，助力一鍵摸清碳家底、實現一屏清碳管理。平臺成果先后榮獲第三屆中國工業互聯網大賽原材料行業領軍組三等獎、2022年度金磚國家工業創新大賽優秀項目獎，并獲評工信部工業互聯網APP優秀解決方案、第四屆全球工業互聯網大會優秀案例、2021-2022全國建材企業管理現代化創新成果經典案例等。
2.運輸階段的綠色低碳
建筑材料運輸階段的碳排放源于運輸器具的碳排放，實現建筑材料運輸階段的綠色低碳路徑可以從以下三個方面展開：在中長途運輸優先采用鐵路或水路；中短途運輸采用管廊、新能源車輛或達到國六排放標準的車輛；廠內物流運輸建設皮帶、軌道、輥道運輸系統。
中長途運輸優先采用鐵路或水路。據統計，2022年公路承擔了國內73.35%的貨物運輸量，而現階段我國建材運輸仍以中重型燃油卡車為主，根據《2016年中國機動車環境管理年報》，2015年僅占機動車總量12.6%的柴油車其氮氧化物和顆粒物排放量分別占機動車排放總量的69.0%和99%以上。而在對PM2.5有重要影響的氮氧化物和顆粒物排放上，重型柴油車更是主要貢獻源。由此降低卡車在運輸過程產生的二氧化碳為建材運輸脫碳的重要途經。
中短途運輸采用管廊、新能源車輛或達到國六排放標準的車輛。新能源車技術尤其是電車技術，中國在全球具備領先優勢，加之中國在綠色能源領域的全球領先優勢，建材運輸車輛的電動化將極大促進建材運輸階段的綠色低碳。
廠內物流運輸建設皮帶、軌道、輥道等智能化運輸系統。其實質是減少場內物料二次倒運及汽車運輸量。皮帶軌道、輥道運輸等系統作為一種高效、連續、自動化的物料運輸設備，在場內物流運輸的合理應用將極大的降低碳排放。
長途運輸“公轉鐵”的示例。2020年5月，商洛市到西安市的砂石骨料公轉鐵綠色專列正式開通運行。商洛市每年通過汽車運往西安的砂石骨料在600萬噸以上，過去全部是半掛車運輸，汽車運輸會存在尾氣排放嚴重、砂石拋撒、對路面破壞較大和安全事故頻發等諸多弊端。而轉為鐵路運輸后，具有運量大，電氣化運輸能耗低、排放少、污染小，集裝箱運輸無拋灑，運輸安全穩定性高等諸多優點。
中短途運輸采用新能源車輛的示例。2023年，瑪氏旗下瑪氏箭牌物流投入使用首臺新能源電動重型卡車，其主要用于廣州工廠到廣州配送中心之間箭牌成品的運輸。該卡車每輛最大載重22噸，充電只需1小時即可在路上馳騁150公里?，F今，瑪氏箭牌超50%的物流配送網絡已經啟用電車，2023年，共有138輛電車用于瑪氏箭牌的產品配送，共實現碳排放減排80噸，按照我國樹木平均的吸收能力，相當于一棵樹7000年的吸收量。2021年8月，百輛氫能重卡示范線投運儀式在河北省保定市徐水區容易路驛站舉行，標志著我國首條百輛級別市場化運營的氫能重卡運輸線正式投運，拉開了保定市構建綠色生態物流體系、綠色服務雄安的序幕，是雄安新區主要建材運輸通道之一。
場內運輸的智能化解決示例。2022年，京東物流長沙“亞洲一號”智能產業園（長沙亞一）內，百余臺應用5G技術的“地狼”AGV智能揀選機器人正式投用。標志著行業首次實現上百臺5G“地狼”AGV的大規模并發作業。長沙亞一有京東物流單倉貨物操作量最大的一個“地狼”智能倉庫，在5G加持下，“地狼”AGV作業效率得到大幅提升，2022年京東618期間，長沙亞一僅“地狼倉”的單日峰值揀貨件數就超過11萬件。
國外項目建材綠色低碳運輸示例。2022年，中建國際建設的巴塔賓館項目榮獲2022年“國際工程綠色供應鏈管理優秀項目”榮譽稱號，項目位于赤道幾內亞經濟首都巴塔市，是巴塔地區規格最高的綜合性酒店。巴塔賓館項目采購的物資基本通過集裝箱運輸，大部分使用托盤運作，有效減少運輸過程中的能源浪費及有害氣體排放。項目在處理廢舊物資設備時，采取出租方式回收利用腳手架等周轉材料，以轉讓出售方式處置水泥、砂石料等原材料物資，有效避免物資浪費。
3.使用階段的綠色低碳
使用綠色低碳混凝土。混凝土碳排放源大致來自以下方面：預拌混凝土生命周期中所需的各種原材料導致的間接碳排放生產施工過程中導致的直接或間接的碳排放，廠區綠化吸收的碳排放；預拌混凝土使用過程中對大氣中碳的吸收以及再回收利用時對環境碳排放補償。因此要使用綠色低碳混凝土首先需考慮混凝土全生命周期，只有在混凝土生命周期中做好綠色低碳措施，才能達到使用綠色低碳混凝土的目標：針對混凝土所需的水泥、骨料、水、添加劑等原材料的來源、種類及選取方式實現混凝土在原材料選取階段的綠色低碳；混凝土生產階段盡量選擇綠色低碳能源以降低碳排放；混凝土澆筑施工階段應充分考慮泵送距離、泵送方式、澆筑和振搗方式等因素，在滿足施工效率的基礎上實現綠色低碳；
低碳自密實混凝土工程示例。中建四局圍繞“綠色環保建材”等研究方向，先后完成了多項綠色建材、工業固廢循環應用技術的課題研究，取得了大量科技成果。其研制的C30綠色低碳自密實混凝土為綠色低碳自密實混凝土的一種，是中建四局繼超長大跨度C50抗裂混凝土（2019年試驗成功）、C30配重混凝土（2020年試驗成功）、C130超高泵送混凝土（2021年試驗成功）應用后的重要進展。中建四局各項混凝土研究成果及技術已成功運用于哈大高鐵、印尼美加達、深圳京基100等多個國內外重點工程項目中。
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