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行业动态
 
科技创新引领建筑业绿色低碳发展 陈晓明出席2021零碳峰会并作主题演讲

8月12日,由第一财经主办的“2021零碳峰会”在上海世博会博物馆举行,并以网络形式进行了公开直播。集团总工程师陈晓明作为嘉宾出席,并作了题为《科技创新引领建筑业绿色低碳发展》的主题演讲。演讲主要内容如下:

  建筑业是传统产业,如何在双碳目标国家战略的指引下,通过技术创新实现双碳目标,这里面有很多技术创新的内容可以讲。我主要分享三个方面:

  碳达峰和碳中和给建筑业带来的机遇和挑战

  据联合国环境规划署计算,建筑业是碳排放大户,消耗全球30%到40%能源。从我国来说,有一个权威的统计,建筑业的碳排放比例超50%左右;单个建筑全生命周期碳排放主要涉及建材生产、设计规划、建筑施工、建筑运维、建筑拆除等关键阶段,建材生产和运维阶段的合计碳排放量比例超90%。

  我们上海建工600170)在“十三五”初期就提出了实施全产业链协同联动、建筑全生命周期服务商转型等战略,完全具备建筑全生命周期、建筑全产业链碳减排的实施路径和策略,为全面落实碳达峰、碳中和工作奠定了基础。

  从机遇的角度来说:我们整个建筑业的产业链是非常长的,从项目策划到规划设计,到整体开发,再到最后的建筑更新,我们的机遇非常多,困难也比较多,因为每个阶段所需要的技术是不一样的,技术的维度更加宽广。纯粹从施工的角度来说,我们认为运用创新技术,在绿色低碳、高品质建筑的全过程建造中具备了承上启下的关键作用。所以建筑施工的过程中,技术的引领对碳排放目标实施具有重要意义。

  上海建工绿色核心施工技术的实践经验

  上海建工有五大传统产业业务和六大新兴业务。在这些业务范围之内,我们都有创新的技术进行发展,推动传统产业发展,引领新兴产业发展。

  传统业务技术发挥支撑作用

  1.国家级绿色矿山开采技术。我们建筑业需要大量的黄沙、水泥、石子,上海建工也有这方面的业务,矿山的开采,通过对废水废渣,对开采车间的一些综合技术更新迭代,完全满足了与国家生态环保任务相适应的矿产资源开发,实现了可持续发展。

  2.对建筑固废的资源化利用进行了研究。现在国内建筑废弃物的量还是比较大的。如何把废弃物变成可再生的资源,我们也作出了一些有益的尝试。整个上海建工目前混凝土年产量4200万方,如果我们比较小的比例能够用到固废物的话,实现减碳排放量还是比较可观。这个技术直接体现了碳排放的减排。

  3.基于机器人技术的特种钢结构加工设备与工艺。原来有一些特殊的钢结构要通过大量人力物力,材料的损耗也非常大,不利于双碳目标的实现。采用机器人技术后,能够把相关建造的技术降低20%左右的碳排放。以上海世博轴阳光谷为例,共有一万多个节点,七千多种形式,用了机器人生产后,可以节省图纸2865张,节约成本约5000万元,减少碳排放3.86万吨。

  4.大型复杂钢结构整体安装技术。从虹桥的机库开始,开发了大型复杂钢结构整体安装系列化的技术和装备,解决了整体安装在安全和精度控制等共性难题,为现场高质量、高效施工提供了技术支撑和装备。借这次主题我们也梳理了一下,这个技术对减排的效应,我们发现随着用钢量的规模越来越大,减排的效果就越来越突出,减排效益非常明显。

  5.大型复杂钢结构焊接机器人技术。原来传统的加工制造厂的焊接和现场焊接都是靠工人来做的。采用焊接机器人后不仅可以保证焊缝质量,也减少了劳动力,大大节约了成本,保证了质量。

  6.预制地下连续墙技术。传统围护结构都是在现场成槽后放钢筋现浇,这样存在一些资源的浪费,质量控制存在一些瓶颈。我们研发地下预制连续墙技术,在华东医院进行了有益的尝试,碳排放量相对传统工艺减排下降了30%左右,项目总减碳量达到了600多吨。

  7.免共振锤施工技术。这是从荷兰新引进的装备,可以实现无泥浆产生,绿色环保,这是核心的先进施工技术装备。以上海最近局部贯通的北横通道为例,采用700的钢管桩,桩长55米,一共1000多根。相较于传统的共振振动沉桩共减少泥浆排放9万立方米,减少用水6万吨,整体工期节约60天,减少碳排放1万多吨,效果是非常明显的。

  8.建筑工程逆作法施工技术。我们是以永久结构梁板代替临时水平支撑体系,省去大量临时支撑结构,节约了大量人力物力资源;具有水资源循环利用效率高,降低声、光、尘污染等优点。以四川北路某商办楼项目为例,节约混凝土2513m3,节约模板材料1100㎡,与顺作法相比,碳排放减排下降了80%,减碳量约727.2吨。

  绿色核心技术创新突破赋能新兴业务

  1.园林集团郊野公园综合营建技术。通过充分考虑不同地区的植物优势匹配,多种植物和水环境共同的作用,建造一些比较有特色的郊野公园,为生态社区的自然保育地作了一些有益的尝试。比如说上海滨江森林公园获得国际风景园林师联合会(IFLA)亚太区优秀设计奖。每年总碳汇量为634吨,这些郊野公园是长期存在的,长期为我们减碳目标服务。

  2.污染场地修复集成技术。我们在历史发展的进程中,好多地方的土壤被污染。我们要对这个污染进行高效的处理,把污染土壤里有害的化学物质、重金属物质分离出来,把土壤恢复到原来的样子,这样土地才能重新焕发新的生机。我们最近在桃浦工业区做了场地修复项目,目前来说是上海最大的土壤与地下水修复工程,采用污染场地修复集成技术,与传统的修复技术相比,碳排放约下降82.2%,并且我们在这个项目中,实现了全数字化的远程监控。

  3.预制混凝土构件绿色化生产线。我们引进了一个智能的柔性化的生产线,大大提高功效,降低了碳排放。全年减碳2440万吨,相当于每年植树造林1620亩,效益非常显著。

  4.管片高效节能生产技术及免高压蒸养技术。这些技术的应用大大节约了混凝土在车间生产的碳排放量。

  5.内置液压动力模块化整体钢平台模架装备。我们采用全封闭方式的钢平台,有效降低了作业场所声、光、尘对环境的影响。模块化标准化的设计,也大大节约了工程材料,大大降低了碳排放。以上海白玉兰广场为例,主塔高320米,采用这套装备后用工可以节约30%,累计节约工期5个月,碳排放是实实在在地减少。

  6.污水处理厂能源综合利用技术。我们充分利用污泥水温恒定的特点,从污水中高效提取热量。我们还通过在车间厂房上装一些光伏电池,补偿污水处理厂的电耗。利用有机废弃物提高沼气产量来满足一些能源的需求,这是综合利用技术。以镇江市餐厨废弃物及生活污泥协同处理工程为例,每天沼气产生量为1.8万m3,通过自给天然气,实现碳补偿达到6800多吨,减去了用电的碳排放,全年减少碳排放量2380吨,这种效果是最直接的。

  7.基于人工智能和图像识别的损伤数字化查勘技术。用于老建筑的维修保护,利用AI图像算法获取损伤的状态,节省人工和材料,提高功效。以上海音乐厅修缮为例,仅在观众厅海上蓝穹顶损伤查勘部分就减碳32.5kg,按每万平方降低碳排放541.7kg,实现了减排目标。

  8.建筑整体移位及智能监测技术。由于城市不断更新发展,有些建筑在重要的节点上,需要整体移位。建筑的整体移位具有难度大、精度要求高的特点,与拆解重建相比,在满足规划需求的同时,也保留建筑的历史价值,特别是降低了材料损耗。上海玉佛禅寺做了整体移位的技术应用,降低工程成本,实际节约资金200多万元,缩短施工工期155天,总减碳量65.28吨。

  9.基于BIM的建筑智能化和主动式运维技术。通过大数据分析挖掘的建筑运行规律,实现智能化、主动式运维管理,从而提质增效,保障安全的运营。比如说新华医院智慧运营,单位面积建筑的报修减少50%,节约一半维修人员,提高维保效率5%,减少维护成本5%,设备故障预测降低应急事故成本10%,年建筑能耗节约1%,年减少碳排放97.23吨。虽然量不大,但它是长期存在的。

  10.新基建领域业务。我们和中科院上海应用物理研究所在甘肃开展新一代熔盐堆核电站建设,我们参与清洁能源工程建设也是一个减排的手段之一,可以有效节能减排,改善能源结构的需求。

  建筑行业绿色低碳可持续发展展望

  我们应该充分发挥投资、策划、设计、建造、运维产业的优势,对标国内外绿色建筑的最高标准,在桃浦打造一个绿色碳中和的建筑,我们希望这个建筑建成后,可以对全社会起到引领、示范的作用。

  从未来10年来看,是我们贯彻新发展理念,构建绿色、低碳、循环体系关键时期,上海建工将持续深入推进绿色低碳技术创新,聚集社会各方优势,开展产学研合作、攻关、行业碳排放标准评估认证等举措,全力推进城市绿色低碳建设;朝着成为行业数字化、工业化和绿色化建造领跑者;朝着碳达峰、碳中和目标奋勇前进。


                                                                                                   来源: 上海建工(集团)总公司


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