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中国国家地理:如何降低城市水泥森林的碳排放?

已有 487 次阅读 2024-5-13 15:30 |系统分类:科普集锦

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随着中国近30年的快速城镇化发展,城市的高层建筑如同水泥森林在全国各个大中城市拔地而起,重绘了天际线,改变了城市生活。目前我国的超高层建筑(100米以上)占全球总数比率超过60%,全球十大高楼中我国就占了5个。密集的高层商务及住宅楼宇为我们提供了高效的办公和生活场景,尤其是CBD(中央商务区)成为了很多城市超高层建筑最多、高学历人口最集中、资本最密集、单位面积税收贡献最大的区域。

在中国土地资源紧张的国情下,我们必须承认超高层建筑的各种集聚优势和经济贡献,但是超高层建筑所带来的消防隐患、交通压力、光污染、城市热岛、高维护成本等问题也被广泛讨论。在当前全球气候变化和气象灾害风险加剧的背景下,超高层建筑的碳排放问题尤其应该加强关注。研究表明,氧化碳等温室气体排放是气候变暖最主要的驱动因素。

超高层建筑在建设、使用、维护、拆除的全生命周期中都要消耗大量能源,产生大量碳排放,其中公共建筑的单位面积排放是居住建筑的一倍。国际能源署指出,建筑业在全球总的能源碳排放中占比近40%,其中约一半来源于建筑的运营阶段,包括供暖、冷却、照明和各类电气设备的使用,高层建筑由于内部空间更大、电梯使用更频繁,单位面积的碳排放相对也就更多。与运营阶段碳排放不相上下的排放源是建筑材料的生产和加工,尤其是水泥和钢铁。每生产1吨水泥大约会排放0.6吨二氧化碳,生产1吨钢约排放1.8吨二氧化碳。超高层建筑的玻璃幕墙在视觉上可能更加美观,但玻璃的生产也是高碳排放过程,同时玻璃幕墙会导致建筑在供暖和冷却方面的能源效率降低。夏季室内升温更快,会增加空调的能源消耗;冬季隔热性能通常不如墙体,也将增加供暖的需求。

如何降低超高层建筑碳排放?我认为在三个环节上尤其要下功夫:首先,设计和建造环节的碳减排潜力最大。使用更多的再生钢铁、低碳水泥等可持续材料,减少建筑的初始碳足迹。采用被动式设计原则,充分利用自然采光和通风,减少建筑运行时的能耗。第二,在建筑的运营阶段提高能源效率。这包括使用高效的建筑绝缘材料、隔热玻璃、节能照明,以及采用建筑智能化系统来优化楼宇的能源使用。例如,智能温控系统可以根据室内外温度和湿度自动调节,减少不必要的能源消耗。第三,将可再生能源技术融入到超高层建筑设计中。例如,建筑屋顶和外墙可以安装光伏板,将太阳能直接转换为建筑所需的电力,在特定区域集成风能和地热能,形成多元化能源策略。

摩天大楼并非越多越好、越高越好。面对超高层建筑引发的各类问题,我国政府近几年相继发布《关于加强超高层建筑规划建设管理的通知 》《 关于推动城乡建设绿色发展的意见》提出要严格管控新建超高层建筑,强化既有超高层建筑安全管理,建设高品质绿色建筑,实施建筑领域碳达峰碳中和行动。未来我们应因地制宜地发展低碳智能型高层建筑,城市建筑的高质量发展绝对不是盲目追求“高度”,更应追求高科技应用、高环保材料使用、高气候适应性、高文化底色、高效率运营等目标。这需要不断优化建筑能效标准、激励开发商履行环保责任、研发更加绿色低碳的建材和技术、加强政府监管等多方面共同努力。

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发表于《中国国家地理》2024年5月刊。



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