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装配式行业|助力双碳目标,中芬携手共话中国绿色建筑未来创新路径

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中国建筑节能协会发布的《中国建筑能耗研究报告(2020)》显示,国内建筑行业全过程碳排放总量占全国碳排放的比重超过50%。随着国家双碳目标的提出,建筑节能是实现碳中和的必经之路。而超低能耗建筑,是建筑节能的重要帮手。在住建部印发的《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》中提出,到2025年,建设超低能耗、近零能耗建筑0.5亿平方米以上。为了实现这一目标,近年来,上海发力推进超低能耗建筑,2019年发布《上海市超低能耗建筑技术导则(试行)》,2020年出台超低能耗建筑激励政策,2021年出台超低能耗建筑项目管理规定。在政府引导及政策激励下,自2021年以来,上海市超低能耗建筑项目得到快速发展,已形成规模化发展态势。

以“湖国绿金”著称的北欧国家芬兰,向来拥有全球领先的绿色建筑技术经验。在寒冷的北欧国家,超低能耗建筑概念已较为成熟。

在双碳背景下,为助力建设更高质量的绿色城市未来,2023年5月19日,由佩克集团及上海天华建筑设计有限公司联合主办的“中芬对话:绿色建筑与设计”主题研讨会在上海召开。

本次研讨会受到了芬兰驻沪领事馆、芬兰商务促进局以及行业内外价值链企业的支持和呼应,30多位中外代表参加了此次沙龙活动,共同探索装配式建筑领域实现节能减排的技术内涵和商业化发展路径。

作为本次研讨会的主办方之一的佩克集团,总部位于芬兰拉赫蒂市,创立于1965年,是全球领先的混凝土连接产品及组合梁结构的供应商。早在20世纪70年代,佩克集团便开始研究适用于超低能耗建筑的连接系统,在厚保温墙连接技术以及断桥连接设计上进行技术研发,并积累了丰富的项目经验。此次研讨会上,佩克隆重发布了《超低能耗建筑外墙和阳台保温系统白皮书》。白皮书分析总结了我国对于超低能耗建筑的推广、实践经验和发展趋势,以及超低能耗建筑外墙和阳台保温系统的技术要点和做法;提炼分享了国内外超低能耗建筑领域前沿技术的应用情况;着重结合上海市相关发展经验,归纳概括了对推动我国超低能耗建筑可持续发展的启示。

对话嘉宾与企业,共话行业热点

会后,预制建筑网也有幸对参会的各位嘉宾进行了一场专访。

采访嘉宾

佩克集团首席执行官Topi Paananen

佩克中国总经理Martin Fencak马丁

佩克集团副总裁Michal Horak麦克霍拉柯

佩克中国销售总监施华飞

天华集团建筑碳中和研究中心总经理、上海天华副总建筑师黄峥

天华集团建筑工业化技术中心副主任 刘琛

以下为采访实录:

预制建筑网:本次研讨会的主题是“绿色建筑与设计”,从佩克的角度来看,是如何理解这一主题的?什么样的契机让佩克与天华设计院共同举办这次研讨会?

Topi Paananen:基于双碳发展的时代浪潮,建筑行业迎来了巨大的发展机遇,佩克也在其中看到了未来的发展趋势。我们在欧洲有着非常多的绿色建筑及超低能耗建筑方面的相关经验,从我们的角度来说也非常乐意分享这些经验,希望通过这些经验能够帮助中国的企业实现建筑领域的低碳发展。

天华集团作为国内最顶尖的设计院之一,在绿色建筑等领域有着非常资深的经验。佩克与天华的交流与合作,我们希望可以从项目策划、绿色供应链环节进行低碳设计,实现项目全周期减碳,为行业发展作出贡献。

预制建筑网:这次佩克发布了《超低能耗建筑外墙和阳台保温系统白皮书》,可否简单介绍一下这是一本什么样的白皮书,佩克发布这本白皮书的原因是什么?

施华飞:超低能耗建筑市场在中国起步的时间不算太长。随着国家多次发文鼓励发展“超低能耗建筑”,部分省市出台文件给予超低能耗建筑多项奖励政策,包括上海也在近两年开始发力推进超低能耗建筑的发展。超低能耗建筑内部包括了很多单元及专业。其中最大的挑战是结构部分,或者说是预制结构。在这本《超低能耗建筑外墙和阳台保温系统白皮书》里,我们最主要的贡献就是提供了厚保温以及隔热阳台的解决方案,同时也介绍了国外超低能耗建筑领域前沿技术的应用情况,希望通过这本白皮书做抛砖引玉的工作。

刘琛:现在上海对于超低能耗建筑的要求逐渐在提高,比如对于外墙节能要求的提高,需要更厚的外墙保温。因此我们如何把更厚的夹心保温层设计在墙板中,其中需要更强有力的连接件。另外,超低能耗建筑对于一些阳台和悬挑构件的要求会更高。因此我们在结构设计中必须考虑冷热桥的设计。佩克发布这款白皮书正当其时,里面介绍了超低能耗建筑外墙和阳台保温系统的技术要点和做法,对推动我国超低能耗建筑可持续发展有积极的作用。

预制建筑网:佩克作为一家芬兰家族企业,在预制建筑领域具有多年丰富的经验,是否可以介绍一下国外领先的相关经验和案例,来给中国一个好的启发?

Topi Paananen:在北欧,特别是芬兰,冬季气候寒冷恶劣。能源方面,芬兰石油及天然气资源不多,如何加强建筑保温及优化利用能源是我们一直需要解决的问题。在我们看来,严寒、寒冷和夏热冬冷地区围护结构的保温性能的重要性最为显著。对于外墙保温系统,保温层厚度增加,会影响固定的可靠性和耐久性,因此在设计中需要兼顾考虑保温性能和厚保温条件下的结构安全性。佩克的保温墙连接系统在厚保温材料的三明治墙连接上优势显著。建筑围护结构中热流密度显著增大的部位(如阳台、空调板、女儿墙等部位),成为传热较多的桥梁,称为热桥。热桥对超低能耗建筑的影响更为显著。在设计时,应更严格控制热桥的产生,对建筑外围护结构进行无热桥设计。佩克阳台连接件主要用于消除连接悬臂阳台板和内部楼板间的热桥。整个设计安装过程在超低能耗建筑中应用中简单,快捷,高效,经济。

Martin Fencak:芬兰人的思维方式根植于北方的气候环境,人与自然的关系是独特而紧密的,自然环境和气候的影响在日常生活中无处不在,因此,芬兰的绿色建造之道可以说是芬兰人生存的一种本能。

预制建筑网:超低能耗建筑在中国已经走过了十多年的发展之路。但是距离真正大范围成为普通人的居所还有一定的距离,您认为其中需要突破的障碍有哪些?

刘琛:人类追逐舒适健康住宅的愿望从未停止,这是我们工程师和建筑行业的从业者必须实现的事情。目前国内超低能耗建筑大规模推广还需要一些时机。制约超低能耗建筑推广的几个原因,我认为第一是建造成本。根据我们在上海实施项目的经验来说,建造超低能耗住宅的成本增量在八百到一千元每平方米左右。这个成本增量在整个建造成本占比非常高。第二个是超低能耗住宅可能对传统的住宅体系中一些使用习惯带来挑战。比如建造过程中的阳台和其他构件的连接方式,这是一个改变。还有对于保温的厚度,及使用空间的影响,这也是一个改变。这些都将会制约超低能耗住宅的推广。但是我认为随着时间的推进,我们能够找出好的方法既能满足人们对高品质住宅的需求,又能解决这些挑战。

Topi Paananen:在芬兰,我们有出台相关的政策,如果一栋建筑无法实现超低能耗,业主就没有办法出售这些房屋。所以推广超低能耗建筑这个问题不是做与不做,而是必须去做。另外业主还需要考虑未来的建筑能不能重复利用,能不能实现节能环保,我们会设置相应的一些标准化的门槛,比如设置多少比例的超低能耗设计要求。

Martin Fencak:刚刚大家都是从资源领域来考虑建筑的可持续性发展。但我认为还有其他维度,比如人们对于居住品质的追求。随着经济的不断发展和生活水平的逐渐提高,站在更前沿的趋势去考虑,人们对住宅户型设计、功能配置等方面的需求升级,产品供给也需要根据需求变化不断进行调整,才能满足人们日常生活的需要。  

预制建筑网:除了新建建筑,中国“旧改”发展空间广阔,且随着居民生活需求的升级,预计规模会日渐增大。您认为既有建筑通过哪些改造可以实现碳减排?佩克是否有相应的产品用于既有建筑的改造?

Martin Fencak:我可以分享一些欧洲的经验。在欧洲有很多是历史建筑,虽然外部看上去比较陈旧很有历史感,但是内部可以通过超低能耗能或者预制方式进行改造设计,变成酒店或者私人住宅等。它的外观不需要做重建或改变,这样的修改相对比较简单,环保且省工省时。

预制建筑网:中国南北方气候差异大,在超低能耗建筑的设计、施工等阶段是否有区别?

黄峥:我认为南方和北方的超低能耗建筑设计应该放在一个更宏大的视角下来看待,那就是双碳目标的落地和实施。天华作为设计公司,可以跟佩克这样拥有丰富实践经验的企业合作研究,形成一些课题,这些课题会影响到我们整个中国双碳目标的进展。

我做为一名建筑设计师,也想从建筑师的视角来解读一下关于建筑节能减碳的关键之处。之前,大家认为参与超低能耗建筑设计更多的是结构工程师或者是机电工程师,但是,从最开始的概念方案阶段,建筑师是有缺位的。这是一个挺大的遗憾。

我相信建筑师在概念方案初始阶段就应该起到以始为终的重要作用。首先,要达成双碳目标,第一位的是人文角度来思考,建筑师在设计方面,需要考虑满足老百姓健康、安全、宜居等方面的要求。其次,建筑师可以在最初超低能耗的概念方案阶段就进行介入,通过使用相关配套产品的设计,对建筑的形象及舒适度、造价,包括建筑整个建造周期的碳排放进行把控,更好更高效地贯彻了绿色节能和双减目标的落地。这是我们应该要好好思考的问题,如何与像佩克这样具有丰富经验的公司合作,将来为这个更远期的目标做更多推进而努力的。

预制建筑网:可否分享一下未来佩克在中国以及亚太的规划和绿色建筑领域实践计划?

Michal Horak:佩克在全球30多个国家设有子公司,并在12个国家设立了生产基地,我们在亚太地区也有广泛的业务足迹。韩国、澳大利亚、新加坡、马来西亚等国家在超低能耗领域的需求,其实跟中国非常类似。正如佩克的slogan“致力于更快速、安全和可持续的建造之道”所说,在不同的国家,我们会结合国情、标准、发展阶段和客户需求,不断推动自身产品的本土化创新。在澳大利亚,我们的产品已经应用在木结构及混合结构中;在南亚,例如新加坡、马来西亚,以及韩国等国家,我们的产品可以帮助他们节省人工,节约成本;在中国市场,超低能耗建筑的外围护结构技术是佩克中国技术团队当下的主要工作目标之一。与此同时,佩克中国也正积极地携手国内高校、设计研究机构和有行业责任感的企业合作伙伴,不断落地该技术的有效应用。结合在北欧国家60多年的项目经验和中国国情及标准,在热能损耗、结构安全、施工效率、经济效益等方面寻找最优化的技术方案。

预制建筑网:中国建筑业正在加快推广智能建造,佩克在智能建造方面是否有可以分享的经验?

Topi Paananen:我们在设计最初就使用了3D模型并将其应用在整个设计的流程当中。在我看来,如果在建造过程中可以降低成本,同时高效生产部品部件,提高施工效率,这就是一种智能建造方式。比如,我和太太在芬兰拉赫蒂正在建造一所小屋,这个小屋全部采用3D模型建模设计,通过预制结构件和解决方案进行建造,建成使用后,如果哪天我太太突然想住到其他地点,我们完全可以实现原封不动把现有的小屋拆卸后再组装到新的地点的梦想。

预制建筑网:天华在国内有哪些关于超低能耗或者是双碳方面的一些案例分享?

黄峥:我想重点介绍的是上海的首个光储直柔建筑——普陀区中环桃浦科技城项目,这是我们天华为上海市设计的首个融近零能耗、智能建造、光储直柔为一体的示范低碳项目。

2021年国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案》中,提到:加快优化建筑用能结构,深化可再生能源建筑应用,推广光伏发电与建筑一体化(BIPV)应用……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”。

“光”是在建筑区域内建设分布式太阳能光伏发电系统;

“储”是在供电系统中配置储能装置,将富余能量储存,需要时释放;

“直”是采用形式简单、易于控制、传输效率高的直流供电系统;

“柔”是指建筑具备能够主动调节从市政电网取电功率的能力。

“光储直柔”建筑即是将四种技术结合,相互叠加、整合利用,实现建筑节能低碳运转,光伏发电使每栋建筑都成为绿色“发电厂”。光储直柔能够运用柔性用电管理系统,实现建筑用电的自我调节和自主优化,有利于直接消纳风电光电,是发展零碳能源的重要支柱。

通过实施近零能耗各项技术措施,我们大幅度降低了建筑的电耗和气耗,从而实现碳排放的降低。预期项目每年可以减少二氧化碳 排放 893.49吨。在近零能耗方面的试点,能够挖掘更多的节能低碳的新技术和新材料,在保障住户环境舒适健康的同时,节约日常能源费用,符合当前绿色发展的推广方向。

预制建筑网:非常感谢各位嘉宾的分享,为我们建筑行业绿色发展提供许多宝贵的经验。

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