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“双碳”目标下勘察设计行业发展路径何在?

发布时间: 2022-04-26 19:22:51 来源:火狐体育最新app 作者:火狐体育官方下载
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“双碳”目标下勘察设计行业发展路径何在?

  改革开放40多年来,我国建筑业发展速度不断加快,2021年建筑业总产值规模已达29万亿元。其中,工程勘察设计随着我国城镇化进程的不断推进,在过去几十年的发展过程中已形成较为稳定的业务模式与市场布局。2020年全国工程勘察设计统计公报显示,全国勘察设计企业2.4万家,从业人员440万人,营业收入7.2万亿元,有力支撑了我国工程建设行业的发展。

  自“3060”碳达峰碳中和目标提出以来,工程建设行业围绕“双碳”目标逐步完善顶层设计。勘察设计是工程建设的前端,也是工程建设行业减碳的源头。推动以勘察设计带动建筑全产业链的减碳,是当前“双碳”目标下行业须关注的重点。

  目前,中央层面已印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,对碳达峰碳中和进行系统谋划和总体部署,作为“1”,是管总的,在碳达峰碳中和“1+N”政策体系中发挥统领作用;与2030年前碳达峰行动方案共同构成贯穿碳达峰碳中和两个阶段的顶层设计。两个文件明确了工程建设领域“绿色低碳转型”“提升建筑能效水平”“优化建筑用能结构”“推动农村建设和用能低碳转型”等四大任务,尤其是提出绿色低碳规划设计理念,为勘察设计业务减碳指明了方向。

  工程建设领域实现“双碳”目标,离不开勘察设计业务。勘察设计行业处于工程建设与开发的前端环节,贯穿建筑全产业链,需要协同建筑标准、生产、安装、施工、运维等工程建设全领域,凝聚低碳转型动力,推动工程建设行业实现碳达峰碳中和目标。

  “双碳”目标直接关系着工程建设行业未来的可持续发展,能源底层逻辑的变革将对行业产生巨大冲击和影响,同时也蕴藏着广阔的市场机遇。

  实现碳达峰,工程建设行业节能减碳面临重大挑战。随着人们生活品质不断提升,我国建筑领域的碳排放量在未来10年内仍会有所攀升。建筑业管理链条长、涉及环节多、精准管理难。与一些发达国家相比,我国工程建设工业化程度较低、建造技术尚有提升空间,传统生产方式仍占据主导地位。我国每年新增建筑工程产生的碳排放约占总排放量的18%,主要集中在钢铁、水泥、玻璃等建筑材料的生产、运输及现场施工过程,建筑全产业链低碳化发展任重道远。此外,建筑存量较大,运营过程碳排放占比最高。我国是世界上既有建筑和每年新建建筑量最大的国家。数据显示,我国现有城镇总建筑存量约650亿平方米,2020年我国房屋新开工面积224433万平方米。不少既有建筑存在高耗能、高排放的现状。

  在“双碳”目标下,涉及建筑设计、施工及运营全过程的产业链将被颠覆。“双碳”目标要求绿色的生产方式和建设模式,设计阶段应从建筑的全生命周期角度考虑节约资源、保护环境。加快推动近零能耗建筑规模化发展,鼓励积极开展零能耗建筑、零碳建筑建设。生产和建造阶段,加大绿色建造力度,节约资源、保护环境,从而减少碳排放,尤其是注重加大绿色建材的应用,从占比最高的钢筋混凝土处通过技术提升减排。要提高绿色建筑标准,需要构建目标指标体系、标准技术体系、政策法规体系、监测考核体系,在引导绿色施工、推动绿色应用上循序渐进。建筑碳排放与建筑用能密切相关,减少碳排放必须从节能开始。

  工程建设领域实现碳达峰碳中和,对于全行业转型发展,既是挑战也是机遇。2021年10月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于推动城乡建设绿色发展的意见》,提出到2035年,城乡建设全面实现绿色发展,碳减排水平快速提升,城市和乡村品质全面提升,人居环境更加美好,城乡建设领域治理体系和治理能力基本实现现代化,美丽中国建设目标基本实现。

  可以看出,未来工程建设要实现全过程绿色建造,向绿色化、工业化、信息化、集约化、产业化建造方式转型,大力发展装配式建筑,完善绿色建材产品认证制度,完善工程建设组织模式,加快推行工程总承包,推广全过程工程咨询,加快推进工程造价改革。未来,在节能建筑、装配式建筑、光伏建筑、建筑垃圾循环利用等方面市场空间巨大。碳达峰与碳中和发展目标将强化建筑绿色化、工业化这一趋势。

  一般而言,建筑碳排放可以按建材生产、建材运输、建筑施工、建筑运营、建筑维修、建筑拆解、废弃物处理七个环节构成建筑全生命周期排放量。根据目前业内分析,建筑业的碳排放约占全国的39.8%,其中,21%是建材、1%是建筑施工、17.8%是运营排放。设计贯穿建筑全产业链,对最终的减碳效果起决定性作用。

  良好的绿色低碳设计策略和高能效的系统可以直接影响60%–65%的项目总投资额、降低80%左右的运行能耗。勘察设计是决定建筑选材和建筑运行能否达到“双碳”目标的前置条件,通过规划设计的结构选型、设备选配、建筑选材和运行调试等,可以从源头开展以低碳为导向的优化设计。勘察设计对于实现“双碳”目标来说是关键性的。

  在“双碳”目标下,勘察设计业务作为建筑工程从投资到产品的“承前启后”前端环节,可起到统筹引领的关键作用。实现“双碳”目标应从建筑产业全链条的视角来统筹考虑,不能只站在某个阶段,更不能割裂产业链条谈“双碳”目标;不是简单的低碳技术或低碳材料的叠加和堆砌,需要建筑、建材和部品生产全链条的协同。规划设计作为建筑产业链的“前端链头”,需要在链条前端起到协同设计的牵引作用(特别是建筑师的方案创作),才能把“双碳”目标落到实处。

  当前,我国正处于城镇化高速增长阶段,设计行业有着较为广阔的发展空间,但仍存在很多问题制约其高质量发展,主要体现在以下方面:一是对“设计引领”理念的认识不足。设计仅作为一个工作阶段集成在整个项目系统中,设计院对于设计业务在建造全过程产业链的角色与作用认识存在滞后。二是技术创新不足。现阶段,设计行业已成为劳动密集型行业,部分建筑师/设计师成为“图纸生产线”上的操作工,未能充分发挥各专业技术人员“智慧输出”和“知识管理”的作用,同时设计机构对于技术研发、重大课题攻关、新技术和新产品的推广应用积极性不高,导致设计行业创新环境不足、人才梯队建设存在断档。

  长期以来,我国的绿色设计之所以未能真正实现绿色,是由于工程建设周期短,较少真正考虑建筑能耗、舒适度、建筑成本、选材选型和节能运行等建筑整体性能。

  建筑生产涉及设计、建材生产及运输、施工建造、建筑运营及维护等环节,需要协同全产业链条推动碳减排。但目前建筑企业内部存在业务板块之间协同性不够、内部资源无法整合的现象。一是设计与建筑全过程无法协同整合,致使设计、施工、采购和运营完全割裂,前期设计阶段较少考虑材料性能,专项设计和施工建造,更谈不上对低碳运营的统筹思考,设计无法实现与建造全过程的生产加工、施工装配、交付调试等一体化协同。二是业务模式无法支撑正向协同设计,由于我国建设项目一旦立项后,推进速度很快,设计审批基本是以建筑外观造型为主,很多项目都是通过咨询机构按照绿建标准性能指标的要求,从后往前推,叠加堆砌绿色技术后再进行改图。而不是通过设计优化把空间和时间的绿色低碳潜力挖掘出来,更谈不上以低碳为导向的全过程协同设计优化。

  “双碳”目标下,勘察设计要真正从“浅绿”走向“深绿”,要始终处理好建筑与环境、建筑内部、建筑与人三个维度的关系,把绿色设计的理念贯穿到与建筑相关的立体空间。

  勘察设计要始终坚持以创新、协调、绿色、开放、共享新发展理念为指导,以建筑与人、建筑与自然协调发展为目标,通过完善的设计理念、先进的建造手段、节能的设备运行,使其与环境形成一个完整的生态系统。

  绿色设计要追求最佳环境效益,建筑要体现对自然环境和社会生态环境的尊重。建筑选址要保持当地历史人文景观,重视对地形地势的利用,用独特的美学艺术让建筑体现生态理念。建筑设计要优先考虑生态环保,加强建筑对当地技术、材料的利用,减少环境污染,有效利用当地资源,选择节能环保的建筑材料,减少建筑垃圾的产生。此外,建筑建设过程中应最大限度保护当地山地森林、河流湖泊、地下资源,避免造成环境污染和生态破坏。

  低碳节能来深化设计要始终围绕建筑物本身的。从用能角度,未来建筑的方向将是“建筑+可再生能源”,绿色建筑应体现对能源的节省,尽可能利用可再生能源,如太阳能、风能、地热等,通过建筑用能结构的优化设计最大限度利用自然资源,赋予建筑天赋异禀的节能效果。通过“建筑+光伏”颠覆传统建筑用能,设计要综合考虑承载能耗的设备装置,提升建筑与外部构件的融入度,在满足办公生活需求的同时,也能大幅度提高美感。从建筑寿命角度,我们要致力于打造百年建筑,延长建筑的寿命周期。我国既有建筑体量大,每年拆除改造工程所产生的碳排放占建筑全生命周期比0.2%,并呈上升趋势。打造百年建筑,减少建筑拆改是建筑业迈向碳中和的重要一步。

  低碳节能建筑具有多维度、多要素、跨学科、跨地域等特征,并具有一定复杂性。因此,建筑设计过程需要在建筑空间、建造技术、环境影响、用能需求、技术突破等问题上达成平衡。

  建筑的终极目标是为人服务,实现更加美好的人居环境,让人与建筑、城市和谐共生。在“双碳”目标下,设计的使命就是提供更优质、更高效的绿色建筑产品,要以提升建筑和环境品质为目标,满足不同使用人群的需求,注重人的感知,顺应人民群众对美好生活的向往。

  建筑要追求简洁美观,建筑师要重新审视钢筋混凝土与个人空间建构之间的关系,改变审美方式和生活方式,让建筑物尽量简洁适用。近年来,国内很多新建建筑,设计和建设都过于复杂,装饰铺装浪费,空间利用较低。所以设计要秉持健康舒适的原则,增强用户与自然环境的沟通,让人们在健康、舒适、充满活力的建筑中生活和工作。

  建筑作为生态环境的一部分,也是健康生活的一部分,建筑师要充分利用自然环境实现建筑整体性能的优化。主要体现在创造良好的通风对流环境、增加建筑的采光系数、最大限度利用大自然的光照和温度,用较少的资源消耗,获得较大的使用价值。

  碳达峰碳中和是一场广泛且深刻的社会经济系统变革,对我国产业结构调整影响较大。勘察设计业务要始终倡导绿色低碳规划设计理念,积极探索新的产业方向。

  基于建筑全生命期碳足迹的低碳设计,对项目进行全生命期环境影响分析,并将全生命期评价结果用于优化建筑设计,包括建筑采用环境友好的建筑材料和能源方案,进行全生命期碳排放分析。制定以低碳为导向的设计技术标准新体系,通过构建负碳、零碳、低碳的不同目标值,不同工作生活场景和主要设计产品,建立多尺度、多类型设计技术标准体系。建筑设计策略应该从技术主导向以设计师为主导的方向发展,要以低碳为设计动力,功能优先转向运维优先,更加注重设计对建筑运营阶段的影响。

  建筑产品要从规划设计时开展低碳设计,并在全生命期采取各种碳减排策略,以建筑师负责制为中心,实现建筑全过程一体化设计,即建设立项、规划设计、设计选材、设计深化、施工建造及运维过程中,实现整个建筑全过程建设的交互,真正做到设计施工一体化。

  要倡导涵盖建材专业的全专业整合设计,将建材选材纳入设计统筹考虑,优选绿色低碳建材。无论建筑设计还是建筑材料选择时,都要用数据衡量和把控,并且要有检测方法实现性能可测和效果验证。从建材减碳方面,利用不同替代材料策划多个方案进行综合考量,减少水泥、钢筋、玻璃、石膏等高碳建材使用,多使用可循环利用的新型环保建材。

  要建立建筑生产全过程碳排放标签,涵盖建筑全生产要素碳排放足迹,通过设计手段让建筑材料、部品构件、装备设施、装饰材料等碳排放清晰可见,在产品交付的终端均可实现碳的全流程管控。

  解决建筑领域“双碳”的问题,必须从设计源头提供一揽子解决方案。目前,我国全过程工程咨询能力尚不成熟,形式大于实际内容,还有很长的路要走。要探索和实践以低碳为导向的“建筑师负责制全过程工程咨询服务模式”,全过程工程咨询不是将投资可研、建筑策划、报建报批、招标代理、造价咨询各个环节简单叠加,而是要坚持一体化思维,深化各环节之间的融合。以产品交付标准为主导,在项目前期策划期间,参与项目方案编制与可研报告,从功能角度切入项目决策过程;在项目设计阶段则发挥设计特长,进行限额设计以及可施工性研究,将投资目标控制、施工技术、采购管理延伸到设计阶段,充分考虑功能、施工、采购等细节,达成功能性、美观性、经济性的目标统一。

  要加快工程建设组织模式的完善和升级,大力推行工程总承包,发挥设计主导作用,用改变模式来解决体制上存在的问题。无论是工程总承包还是全过程工程咨询,都能有效打通工程建设活动的各个环节,避免“碎片化”分工管理造成的建设资源浪费与主体责任划分不清。在相关产业链资源的有效整合下,两种业务模式的应用能够合理缩短建设工期、科学提升建筑品质、有效控制建设成本,有利于推动建筑业的快速可持续发展。

  勘察设计行业想要在产业链价值重塑过程中,抓住“双碳”发展机遇,发挥自身优势,应大力推广建筑师负责制,积极参与工程总承包与全过程工程咨询市场业务。

  建筑师负责制与全过程工程咨询是相辅相成、同步推进的。建筑师负责制可以认为是全过程工程咨询在建筑工程领域的实现形式,同时全过程工程咨询也需要建筑师角色转换,从“画图匠”向工程顾问转变,为业主提供包括建筑策划、招投标、造价控制、项目管理等在内的全过程服务。建筑师负责制能够以建筑设计主体为核心,打通工程建设活动的各个环节,有效发挥建筑设计主体的统筹管理作用。

  编制全过程、全专业、多主体一体化绿色建造协同流程,以咨询、策划、设计的前端服务带动全产业链的“新型建造”。突破传统勘察设计方法,建立全过程协同设计新方法,采用与工程立项和施工全过程协同的一体化设计,采用全过程、全专业绿色建筑正向整合设计优化方法,结合建筑全寿命期的经济效益分析,采用性能化设计;采用有利于精益化建造全过程的投资和碳排放限额设计。

  设计企业要不断推进技术创新,以技术为切入点向检测、运营管理等领域拉长咨询服务链条,形成以“检测–咨询–治理”为特征的集成化解决方案。数据与技术成为设计业务创新发展的重要切入点,工程勘察设计企业掌握丰富的工程基础数据,要通过建立工程设计大数据库实现数据集成,并以此为平台优化工程咨询服务。

  目前,建筑的设计优化主要在热性能效率的提升方面,其他诸如照明系统的影响其实也很重要。在绿色建筑的优化设计中,重点需要考虑热环境与光环境的优化,在设计中要考虑建筑物的物理性能,合理控制建筑物空调供暖照明用能的规模和时间,多利用高性能、可调节新型围护结构,有效加强建筑物与空气的热交换,提高居住的舒适度。

  同时,合理的选址和布局对建筑节能的影响很大,应综合考虑气候、地质、水质、地形及周围环境条件等相关因素,为建筑节能创造条件,同时维持整体生态环境的平衡。

  勘察设计要跳出工程建设产业链,向碳咨询、碳规划延伸,快速掌握建筑行业碳排放核查、低碳关键技术等,赋予设计新的丰富内涵,向生态环保业务延伸,向新型基础设施拓展,促使设计企业探索利用前端的咨询能力介入参与绿色低碳园区、绿色低碳小区的运营管理,打通产业链服务链条,提升服务价值。在产业融合加剧的背景下,跨界资源整合成为顺其自然的事情。一方面,设计企业基于自身禀赋,通过并购重组或战略联盟与“双碳”深度融合,补充资源能力短板;另一方面,引进专业技术、人才或资质等关键要素,在此基础上打造自身新的业务能力。(本文作者毛志兵系中国勘察设计协会原副理事长、中国建筑集团有限公司原总工程师)