建筑：告別“能耗大戶” 化身“城市綠島”

來源：科技日報

編者按

中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳近日印發(fā)《關(guān)于更高水平更高質(zhì)量做好節(jié)能降碳工作的意見》，將工業(yè)、建筑、交通、數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域作為推進節(jié)能降碳的重點領(lǐng)域。本報今起推出“節(jié)能降碳突圍路”系列報道，聚焦上述重點領(lǐng)域，邀請專家剖析其在節(jié)能降碳方面的難點堵點，提出解決方案，助力高質(zhì)量發(fā)展。

科技日報記者 葉青

建筑領(lǐng)域是公認(rèn)的能源消耗和碳排放“大戶”。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署和全球建筑與施工聯(lián)盟近日發(fā)布的《全球建筑與施工狀況報告（2025—2026）》顯示，建筑與施工行業(yè)的二氧化碳排放量占全球總排放量的37%，能源消耗占全球的28%。那么，該如何推動建筑領(lǐng)域節(jié)能降碳，讓建筑告別“能耗大戶”化身“城市綠島”？

建筑行業(yè)向綠色低碳邁進

作為國家首批綠色低碳先進技術(shù)示范項目，金融城綠色建筑示范項目（即中建四局科創(chuàng)大廈）綜合節(jié)能率達61%，遠超國家50%的標(biāo)準(zhǔn)，可再生能源利用率達25.4%。這背后離不開三大核心科技的支撐。

中建四局科技與設(shè)計管理部總經(jīng)理周子璐解釋說，一是被動式節(jié)能，如利用嶺南傳統(tǒng)騎樓、冷巷設(shè)計促進建筑自然通風(fēng)，從源頭降低建筑能耗；二是主動式能效提升，如應(yīng)用高效智能機房、能量回饋式電梯成套技術(shù)、節(jié)水器具等降低能耗；三是可再生能源利用，通過8300平方米光伏板、空氣源熱泵系統(tǒng)等，實現(xiàn)能源自給自足。

中建四局科創(chuàng)大廈正是我國綠色建筑發(fā)展的縮影。裝配式建筑、超低能耗建筑、建筑光伏一體化技術(shù)等加速推廣，一批零碳建筑示范項目落地。

“與10年前相比，綠色建筑在我國已從一個口號或者理念變成了行業(yè)實踐。建筑從超低能耗到近零能耗，再到近零碳排放，最終實現(xiàn)全生命周期零碳的發(fā)展路徑日益清晰。這不僅是建筑科技發(fā)展的重要體現(xiàn)，也標(biāo)志著我國正逐步與發(fā)達國家的低碳發(fā)展路線接軌。”華南理工大學(xué)建筑學(xué)院副教授林正豪說。

當(dāng)前，通過材料科學(xué)突破、智能建造升級、數(shù)字化運維管理以及可再生能源深度融合等，建筑行業(yè)正朝更高質(zhì)量的綠色低碳發(fā)展方向邁進。

“以裝配式建筑為核心的新型建筑工業(yè)化，是推動建筑業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵引擎?！绷终勒f，得益于技術(shù)進步，我國裝配式建筑新建開工率持續(xù)攀升，在粵港澳大灣區(qū)等重點區(qū)域已達到30%，部分地區(qū)甚至突破35%。此外，建筑業(yè)正加速向制造業(yè)看齊，“像造汽車一樣造房子”，這不僅是建造方式的變革，更是建筑行業(yè)借助科技賦能實現(xiàn)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的必然路徑。

存量建筑改造需精準(zhǔn)施策

盡管近年來我國建筑領(lǐng)域節(jié)能降碳成績斐然，但仍有超過三分之一的存量建筑不滿足節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn)，大量老舊建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工性能差、供暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)等設(shè)備效率低、運行維護管理缺失，單位建筑面積能耗和碳排放較高。對這些存量建筑進行“綠色更新”，是建筑領(lǐng)域節(jié)能降碳的一道“必答題”。

“存量建筑綠色改造最大的阻礙在于改造的復(fù)雜性。”林正豪說，首先是改造成本高，導(dǎo)致相關(guān)主體改造積極性有限。

事實上，改造不僅要算經(jīng)濟賬，還要算“碳賬”，因為拆除重建或改造本身也會造成碳排放。能否在合理周期內(nèi)中和這部分碳排放，也是需要考量的因素。

其次，存量建筑綠色改造的各個單項技術(shù)較為成熟，但每個技術(shù)可能只能解決單個問題，缺乏系統(tǒng)性整合，技術(shù)的“碎片化”使“1+1>2”的協(xié)同效應(yīng)未能形成，導(dǎo)致改造效果不佳。

此外，現(xiàn)行的綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)主要針對新建建筑，對于量大面廣、情況各異的需進行綠色改造的存量建筑關(guān)注較少，導(dǎo)致市場動力不足。

在林正豪看來，破局之道在于“分類分級、精準(zhǔn)施策”，不要搞“一刀切”的激進改造。他建議，建立“建筑體檢”制度，從技術(shù)上實現(xiàn)對建筑病理病害、運行情況的快速檢測，摸清存量建筑“身體狀況”，以便制定更加科學(xué)合理的綠色改造方案。

同時，優(yōu)先改造那些用戶敏感度高且成本低的項目，對于不具備綠色改造價值的建筑，應(yīng)避免硬改，轉(zhuǎn)而通過精細(xì)化管理降低運行能耗。

深圳蛇口大廈的綠色改造，為存量建筑“綠色更新”提供了樣本。面對這座1994年建成的高能耗建筑，中建四局技術(shù)團隊在不搬遷用戶、大樓基礎(chǔ)設(shè)施“不停運”狀態(tài)下，通過應(yīng)用納米自潔保溫涂料修復(fù)外墻、將傳統(tǒng)水冷機組升級為分區(qū)智能調(diào)控的多聯(lián)機新風(fēng)系統(tǒng)、利用智慧能源管理系統(tǒng)實現(xiàn)精細(xì)化降碳等措施，達到了大廈綜合節(jié)能率75%、可再生能源利用率47%的成效。

科技手段促建筑節(jié)能降碳

存量建筑綠色改造價值巨大，增量建筑綠色建設(shè)運營同樣大有可為?！拔磥恚ㄖ?jié)能降碳的科技手段將更加多元化和智能化?！敝茏予凑f，在材料端，光伏材料正從單一的晶硅向碲化鎘薄膜、鈣鈦礦等新一代材料演進，并且相關(guān)科研單位還在繼續(xù)研究新型、綠色化建筑材料，以替代傳統(tǒng)高能耗的建筑材料。未來更多“發(fā)電玻璃”“發(fā)電石材”有望把建筑外立面變?yōu)榫薮蟮摹澳茉词占鳌薄?/p>

在運營端，AI、大數(shù)據(jù)和數(shù)字孿生技術(shù)將深度為建筑從施工到運維的全生命周期賦能。AI不僅能優(yōu)化建筑設(shè)計，還能在施工中提升精益制造水平，在運維中實現(xiàn)能源系統(tǒng)的自主尋優(yōu)。

我國建筑科技在“無人區(qū)”的探索，也將為增量建筑節(jié)能降碳提供助力。中國工程院院士梅洪元等學(xué)者對月球建筑開展探索，提出月球基地的建造方案。林正豪認(rèn)為，上述方案中的前沿技術(shù)未來有望“降維轉(zhuǎn)化”為能更好應(yīng)對地球氣候變化的普適建筑技術(shù)，從而促進城市綠色發(fā)展。

此外，國際先進經(jīng)驗也能為我國建筑節(jié)能降碳提供借鑒。國際零碳建筑領(lǐng)域的核心設(shè)計路徑是“被動優(yōu)先、主動優(yōu)化、產(chǎn)能平衡”，也就是說，底層是被動式設(shè)計，通過優(yōu)化建筑形體、空間布局，打造一個先天低能耗的“坯子”；中層是主動式技術(shù)，植入低能耗設(shè)備，實現(xiàn)按需供能；頂層是產(chǎn)能平衡，利用光伏等可再生能源抵消剩余能耗。

“這是一個金字塔式的邏輯。”林正豪說，“它對我國的啟發(fā)是，在前端設(shè)計時應(yīng)跳出單一視角，以全生命周期思維把綠色技術(shù)‘嵌進來’，通過AI與環(huán)境感知等技術(shù)，在設(shè)計早期即對能耗、資源占用等關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行精準(zhǔn)測算與動態(tài)預(yù)估，讓綠色目標(biāo)從‘事后優(yōu)化’變?yōu)椤爸迷O(shè)計約束’?！?/p>