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双碳专题 数字化背景下绿色建筑发展面临问题的形成机理及对策研究

2024-10-30 防水涂料

  随着绿色建筑在中国的发展,数字化这个论题也在不断被讨论,一大批学者、技术人员研究探索数字化背景下绿色建筑的发展应用,不断有新的概念,新的技术出现,而一些能应用到绿色建筑中的技术也日趋完善,应用更广泛。与此同时也暴露出国内的一些发展问题,本文将从面临问题、形成机理、对策研究 3 个方面出发,结合现有研究提出自己的看法和见解。

  绿色建筑的概念最早产生是在 1963 年维克多奥戈雅《设计结合气候:建筑地方主义的生物研究》,维克多在研究中提出了“生物气候地方主义”。之后著名建筑师保罗提出了“生态建筑”的新理念。这是人们才开始对建筑产品的绿色生态化有了基本认识。进入新世纪,绿色建筑的发展进入兴盛阶段,其内涵背景不断被丰富,绿色建筑在数字化背景下的现状和未来得到无数学者研究讨论。

  罗毅 [1] 双碳目标下绿色建筑的发展趋势与技术应用研究和张凯等 [2] 双碳目标背景下我国绿色建筑高水平发展的对策研究,都将绿色建筑放在双碳目标背景下做了研究,将绿色建筑与双碳目标相结合,从而提出了一系列政策建议和技术应用研究。这是绿色建筑顺应我们国家发展目标的表现。我们将绿色建筑放在数字化背景下做研究,是对以上几位学者研究的补充,有利于完善绿色建筑研究理论体系。

  徐敏 [3] 在浅谈绿色建筑发展概况及建议中结合安徽省的绿色建筑发展现状分析了目前绿色建筑的发展短板并提出了思考和建议,具有针对性,但结论放在我国建筑市场的大环境下缺乏全面性,特别应用限于安徽省。

  BIM 技术是数字化背景下建筑技术发展的主流方向,而其在绿色建筑的设计、施工、运维等方面都有突出贡献。姚艳芳、姚轶凡 [4] 的 BIM 技术在建筑工程建设项目管理中的应用探析中提出有关建筑工程成本管理的问题,并在后续工程建设价格管理中提出解决方案。这一功能正有利于绿色建筑可持续发展,我们在此方向做了进一步探讨。

  近几十年来我国建筑行业快速的提升,在给我国带来高经济红利的同时也带来了很多问题,特别是过去粗放式的发展模式,高能耗、材料浪费给我国环境带来了巨大压力。表 1 为我国 1996—2001 年的能耗情况,我国建筑业能耗占比约为 30%,可见建筑业对环境的压力之大。也因此绿色建筑应运而生,绿色建筑逐渐走向大众视野。

  由此可见,建筑业正面临着的转型与升级,人们开始对绿色建筑的发展有了较大的需求,而数字化技术能对建筑的全生命周期进行绿化,达到对绿色建筑的全生命周期进行设计、组织、监控、协调,实现绿色建筑的各方面的要求,完成绿色建筑可持续发展的目的。数字化 BIM 的有效结合使绿色建筑的全生命周期变得更可行,更加科学,更有效地监督、控制绿色建筑。目前虽然数字化与绿色建筑的融合已经有了一定成果,但是目前仍有很多问题正影响着绿色建筑的发展以及建筑数字化的推进。我们在前人学者、研究人员对政策、技术、成本等多方面因素提出的问题的基础上,对我国绿色建筑的发展出现的新的问题做了总结,并提出了应对方案及相关见解。

  现阶段,建筑行业正处在传统建筑向数字化绿色建筑转型的时期,在这样的一个过程中,有很多新的问题和挑战,如政策法规、行业现状、消费端驱动等方面都在数字化绿色建筑发展的过程中面临一些问题和挑战。

  数字化绿色建筑的相关数字化技术和专业方面技术人才双不足。关于数字化绿色建筑,在设计阶段,行业内通用的数字化技术的源发地大多在国外,比如 BIM 技术、CAD 软件等,为了适应本土从业人员的使用习惯,必须对数字化技术进行重置或本土化。这样的一个过程中软件公司或软件工程师的专业方面技术水平不一的现状,有几率会使数字化技术重置或本土化质量的良莠不齐。除了数字化技术方面面临的问题,从事数字化技术的专业方面技术人才在数量和质量方面也有待提升。

  数量方面缺口较大,比如造价师、建造师等有关技术人员入行门槛较高且成长周期较长,导致在数量方面缺口大且短时间之内难以补足。质量方面,对于已经从业的专业方面技术人员,也有相当一部分需要继续学习和提升以适应加快速度进行发展的数字化技术。这方面在短时间内也难以整体提升。

  数字化绿色建筑整体生产所带来的成本较高。数字化绿色建筑在整个生产过程中,成本问题是数字化绿色建筑发展过程中的重要问题,其体现在方方面面。在设计部分,数字化技术的使用、专业技术人员的培养以及专利技术的借用等都要重新考虑;在施工管理部分,绿色环保工艺的使用、绿色建材的选用以及建筑废料的处理等也要注意。综上所述,数字化绿色建筑的成本优化问题任重道远。

  数字化绿色建筑迭代过程中,行业内旧习惯与新要求的矛盾将长期存在。数字化绿色建筑在发展过程中,对行业会有一些新的要求或者标准,而已有的与新标准要求相冲突的习惯做法可能会在很长一段时间内不会改变,这就产生一定的矛盾。比如现阶段我国行业内在招投标过程中,习惯以较低或最低投标价中标,使施工单位获得施工资格。这就在一定程度上限制了数字化绿色建筑的生产成本,而在数字化绿色建筑生产过程中,无论是设计施工还是材料选用,其成本都较传统建筑高。这种矛盾将长期存在并在一定程度上影响数字化绿色建筑的进一步发展。

  数字化绿色建筑消费端驱动力不足。推进数字化绿色建筑的发展,除了国家和行业的努力外,消费端的驱动也是重要的一环。根据市场调查和问卷调研的结果显示,消费者们一方面对数字化绿色建筑的认识不够,比较了解的只有 13% 左右,另一方面,消费者们愿意为数字化绿色建筑额外付出的价格大多也不超过 5%,总的来说,消费者们消费该类产品的意愿不强。若消费者环保意识提高,需求增加,为了更好地适应市场竞争,行业中的各企业必然会积极创新,这将大大推动数字化绿色建筑的发展。

  数字化绿色建筑相关的政策法规成熟度不足,强制性不够。我国现行关于数字化绿色建筑的政策法规,一方面多为推荐性标准和引导性政策,强制性不够,另一方面,中国在数字化绿色建筑方面的发展较欧美国家晚,相关政策法规的制定和颁布起步也较晚,除了经验不足之外,中国地广人多的国情也使政策法规更新完善难度加大。

  数字化技术本土化后质量良莠不齐。数字化技术在进入我国后曾在很长一段时间内出现水土不服的症状,无法适应我国的建筑发展实情,因此在此基础上更加不可能与尚未发展起来的绿色建造技术融合;能够利用数字化技术设计和建造绿色建筑的专业技术型人才极其匮乏。数字化技术和绿色建筑技术进入我国时间短,国家以及社会教育还来不及培养大批量的技术型人才。在数字化背景下,现有的建筑施工技术和工艺管理标准还需持续更新优化,现今政策与相关技术并不匹配,政策还有待更新;数字化技术的专利壁垒导致设计和建造绿色建筑的成本比较高。消费者关于数字化技术在绿色建筑的应用方面认知不足,因此为用数字化技术设计和建造的绿色建筑支付意愿较小;我国政府对于数字化技术进一步推进和发展扶持力度不足。具体如图 1 所示。

  首先,以数字化测绘技术为例,新的测量方式避免了传统测量方式的缺点,降低了对技术人员的要求,让人员成型时间变短,因此可以解决人员数量缺口较大的问题。其次,在人才培养的源头,即学校教育上进行补充,扩大建筑信息化技术专业的人员招生规模,全方位培养技术研发、设计、施工、生产、管理等方面的土木工程专业和数字技术专业的复合型人才。最后,目前已就业人员可以以校企共同办的方式对其进行再培训,使企业内现有技术人员掌握信息化、数字化有关专业知识,某些特定的程度上解决现存的技术人员缺口问题。

  对于行业中相关数字化技术的本土化质量良莠不齐的问题,技术人员要及时补充对国内外的新兴建筑数字化技术的知识,以及更新理念和学习应用方法,以保证技术的整体性、安全性。

  相关企业可以用统一的管理系统,实现线上大数据管理。这样更能通过多维度、可视化、自动化的质量安全大数据分析,支撑各级管理人员精准监督问题、精准决策指挥,提升监督能力、提高决策水平。

  (1)施工管理:在现场施工管理过程中管理者应改变传统思想,充分发挥 BIM 技术的优势,如根据 BIM 造价软件,对绿色建筑施工过程中的成本进行监控,不断优化施工方案,提高资源的利用率以及计划的合理性。只要利用 BIM 技术合理的设计,绿色建筑不但不会额外消耗大量的成本,还有可能节省资金。

  (2)全寿命周期成本控制:对绿色建筑全生命周期的碳排放进行跟踪计算,进行碳排放分析,针对不同阶段进行优化,在实现碳排放绿色化的同时有效地降低成本。

  (3)四节一环保(指节能、节材、节水、节地和环境保护):绿色施工是绿色建筑的重要组成部分和重要阶段,通过采取对节能减排、节约临时用地、节约资源、节约水资源以及对环境保护的管理控制的相应措施,提高资源利用率,减少建筑废物的产生,严控施工过程中这五个指标,以减少建筑垃圾对生态平衡的影响。

  在相当长的一段时间内,数字化绿色建筑的迭代升级,在行业内被深度且广泛应用都将是一个具有挑战性和长远性的问题。建筑行业应该清醒地认识到,目前行业里的新要求和旧习惯的冲突会持续存在。随着绿色建筑领域内新技术的不断开发,绿色建筑理念的广泛传播,很多地方已经有了代表性产品,这些建筑产品意味着对一些旧习惯、旧要求的否定,但这远远不足以对整个行业产生影响力。我们可以预见,在国家目前的大力推广、政策扶植下,不断有企业尝试应用绿色建筑有关技术要求、设计理念等。未来在新技术不断面世实践以及大量从业技术人员接受新技术、新理念、新要求等,一批批有着新特点的岗位人员进行参与管理、设计、建设等全生命周期的“绿色”化,最终缓和矛盾。

  政府方面,一要坚持供给侧结构性改革,倡导以高质量供给适应引领创造新需求,提升行业内绿色建筑的供给、质量和灵活性,满足人民群众对绿色建筑个性化、多样化、高品质消费的需求;二要松绑消费不合理限制,力争“不花钱能见效”或“少花钱多见效”。合理管控绿色建筑的成本,实现成本分摊,降低消费端的成本,刺激消费,增强消费端动力;三要提高消费者环保意识,鼓励消费绿色环保产品,提高消费端的内驱力和可持续发展。

  近年来,国家制定了一系列碳中和背景下的产业政策,支持减排目标(表 2)。根据国家碳排放达峰决策的规划要求,“城乡建设领域碳达峰的主要发展方向分别是提高建筑与基础设施节能,大力推广可再生能源应用”。因此,更新建筑行业的创新设计理念、创新新型环保建材、降低建筑物 CO 2 排放量、改善建筑的全生命周期性能,是发展绿色建筑节能减排的重要措施。

  (1)在建筑行业中,数字化技术通过大数据的统一管理保证技术的整体性与安全性,从而让各部分的操作人员发现问题并解决的过程变得更为便利。

  (2) 改变传统思想,充分的发挥 BIM 技术优势,优化各个阶段设计、实施工程的方案,降低实施成本。

  (3)行业内新要求与旧习惯的矛盾长期存在,可预见的是新技术不断应用、新思想下从业人员的上岗迭代最终会缓和矛盾。

  (4)坚持供给侧结构性改革,优化供给侧的供给,拉动消费端的需求,同时加强宣传教育,增强消费端的内部驱动力,以达到消费端驱动的目的。

  (5)我国“十四五”规划提出,发展智能建造,建设低碳城市,发展节能减排的绿色建筑是我国建筑行业发展的大势所趋。

  (6)推动传统建筑向绿色建筑的迭代,需要加速数字化技术发展进程与产业化水平的提高。

  [1] 罗毅.“双碳”目标下绿色建筑的发展趋势与技术应用研究[J].城市,2022(1):70-79.

  [2] 张凯,陆玉梅,陆海曙.双碳目标背景下我国绿色建筑高水平发展对策研究[J].建筑经济,2022,43(3):14-20.

  刘天乐,2000 年生,大学本科,主要专业方向:工程管理,现就读于湖北经济学院。