2022-07-08 15:18:11來源：中房網(wǎng)
??中房網(wǎng)訊 2022年7月6日 由中國房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會、國際竹藤中心、中國林產(chǎn)工業(yè)協(xié)會、中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所、中國木材保護(hù)工業(yè)協(xié)會發(fā)起的“首屆現(xiàn)代木竹結(jié)構(gòu)建筑與人居產(chǎn)業(yè)論壇”在北京正式啟幕。 論壇以“順勢筑質(zhì)量新高、合力謀低碳未來”為主題，集聚行業(yè)優(yōu)秀產(chǎn)學(xué)研力量，分享國內(nèi)外現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)最新研究成果，研討現(xiàn)代木竹結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的焦點(diǎn)與痛點(diǎn)。在此次論交流會上，東南大學(xué)建筑學(xué)院教授、博導(dǎo)張宏進(jìn)行了演講。
??張宏表示，今天的演講主要分為兩個方面。一是以碳排放定量研究和定量控碳為例，看建筑學(xué)院如何建立起設(shè)計技術(shù)和方法支持控碳，他分別從建筑全生命周期階段劃分研究、建筑全生命周期碳排放自動計算技術(shù)研究、碳排放計算與需設(shè)計優(yōu)化軟件研發(fā)三個板塊進(jìn)行了分享交流。
??二是新型建筑學(xué)研究內(nèi)容、知識拓展與人才培養(yǎng)。他指出，經(jīng)典的建筑學(xué)知識結(jié)構(gòu)主要在藝術(shù)、人文、作品，產(chǎn)生的是作品。我們要做定量的建筑設(shè)計方法，可以定義為構(gòu)件法建筑設(shè)計理論和方法，對產(chǎn)品化建筑設(shè)計進(jìn)行系統(tǒng)的建構(gòu)，過去是作品化人才培養(yǎng)方法和定性的建筑設(shè)計傳授，現(xiàn)在要建定量的建筑設(shè)計技術(shù)和方法，因此性能優(yōu)化的建筑設(shè)計方法建立尤其重要。
??此外，他還提到，通過建立起新的知識構(gòu)架，把建筑學(xué)從傳統(tǒng)的經(jīng)典建筑學(xué)推向新型建筑學(xué)，推進(jìn)低碳、雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和發(fā)展，推動產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型升級，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，因此發(fā)展定性與定量結(jié)合的新型建筑學(xué)尤其重要。
??以下為文字實(shí)錄：
??張宏：線上和線下的各位專家好，我今天跟大家交流的是人才培養(yǎng)，建筑學(xué)如何能夠跟進(jìn)，培養(yǎng)控碳的定量的建筑設(shè)計人才，把木結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)、竹結(jié)構(gòu)真正產(chǎn)業(yè)化，需要大量的建筑學(xué)人才支持，因?yàn)樗麄冊诜桨付撕彤a(chǎn)品研發(fā)端，在這個領(lǐng)域里做貢獻(xiàn)，這方面的人才比較缺少，傳統(tǒng)的建筑學(xué)在這個方向沒有系統(tǒng)培養(yǎng)過人才，東南大學(xué)建筑學(xué)院在這個方面進(jìn)行了17年的研究和嘗試，目前在研究生階段，已經(jīng)在系統(tǒng)的培養(yǎng)人才。在本科階段現(xiàn)在正在跟教育部推動，再教育部的引導(dǎo)下，推動新的本科專業(yè)建設(shè)，也要跟這個結(jié)合，因此我們想今天跟大家交流，如何在建筑學(xué)里面培養(yǎng)定量的建筑設(shè)計人才。
??今天匯報兩個內(nèi)容：
??第一，以碳排放定量研究和定量控碳為例，看看建筑學(xué)院怎么建立起設(shè)計技術(shù)和方法支持控碳。
??過去的建筑學(xué)主要是運(yùn)行在定性的內(nèi)容，它的形式、空間、藝術(shù)性、人文性屬于定性的建筑設(shè)計，而要做控碳的建筑設(shè)計，一定要有定量的建筑設(shè)計理論、技術(shù)和方法。這一塊我想把我們的研究跟大家做一個分享。
??1.建筑全生命周期階段劃分研究
??首先要研究建筑全生命周期是如何劃分的，這塊要統(tǒng)一才能把碳排放各個階段的計算成果、計算內(nèi)容跟控碳設(shè)計做結(jié)合和控碳的技術(shù)方面結(jié)合起來。
??全生命周期是什么情況下建立的，實(shí)際上全生命周期是循環(huán)，是為了材料循環(huán)來建立的，最早是可口可樂公司對瓶子如何循環(huán)利用建立起全生命周期的概念，逐漸引入到建筑領(lǐng)域，現(xiàn)在看到的是歐洲的一個2011標(biāo)準(zhǔn)，全生命周期劃分成三個大階段：生產(chǎn)、施工、運(yùn)維、拆除和廢棄物處理。東南大學(xué)團(tuán)隊在這個領(lǐng)域里面根據(jù)國情和實(shí)際項目需和特點(diǎn)，把建筑的全生命周期劃分成七個階段：一是材料的制備階段；二是材構(gòu)件的生產(chǎn)階段，三是構(gòu)件的轉(zhuǎn)運(yùn)階段，四是裝配階段，五是運(yùn)營維護(hù)階段，六是改造再利用階段；七是拆除再利用階段。這樣七個階段的循環(huán)，基本把一個裝配式建筑在七個階段進(jìn)行全面的控制，這是我們目前做的全生命周期七個階段的劃分。
??2.建筑全生命周期碳排放自動計算技術(shù)研究
??我們根據(jù)七個階段研究了計算模型，以及它的統(tǒng)計表格，剛才武處提出的一系列表格，我們現(xiàn)在已經(jīng)在做了，而且做了很長時間。我們團(tuán)隊的特點(diǎn)是用BIM技術(shù)自動生成這些表格來做，這樣可以在后面的支持軟件研發(fā)這一塊，取得很好的基礎(chǔ)。第二個階段是構(gòu)件的制造階段，第三個階段是物流轉(zhuǎn)運(yùn)階段，這些都有計算模型和共識以及主要的控制項、內(nèi)容、計算的邊界。這是裝配式施工階段，下面是運(yùn)營維護(hù)階段。改造再利用階段，現(xiàn)在國家政策很腸道改造再利用，因?yàn)橐娱L建筑的使用壽命，主要是指這個階段。最后是拆除再利用階段，各個階段的數(shù)據(jù)化，包括量化做為基礎(chǔ)建立起來。
??對于某些特殊的項目，比如運(yùn)輸，我們做了專門的研究，也給出了共識，發(fā)表了SII論文，做這方面具體的量化。
??我們把碳排放研究、定量計算的特點(diǎn)是這樣五個：
??1）基于BIM的數(shù)據(jù)協(xié)同創(chuàng)建、采集、分析、應(yīng)用，這是后面高效率進(jìn)行運(yùn)輸和分析。
??2）建立支持全生命周期碳排放量算數(shù)據(jù)庫，有了庫以后，各種人工、材料、時間等等一系列的庫能支持高效率的計算。
??3）采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式，我們主要是建立ISC國際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行多元數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)統(tǒng)一，用不同的軟件都可以進(jìn)行工程管理和設(shè)計控制。
??4）我們是建筑學(xué)院，我們尤其強(qiáng)調(diào)與設(shè)計師前端軟件融合，進(jìn)行控碳的正向設(shè)計。我們在前端能夠讓建筑師通過插件對碳排放進(jìn)行量化，同時進(jìn)行方案的優(yōu)化，這個工作很重要，因?yàn)檫@個工作我后面會說，它的效率在前端是最高，越往后效率越低。
??5）建筑全生命周期各個階段持續(xù)進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化。從方案到擴(kuò)初到施工圖、到深化設(shè)計，每個階段都有碳排放優(yōu)化的內(nèi)容。
??要做這個事情一定要有算例，我們團(tuán)隊不斷的跟蹤算例。我舉其中一個例子，這是中國國際十項全能的一個競賽項目場地，這個房子我們給它構(gòu)件化，分解成各種類型的構(gòu)件。這個房子在四年內(nèi)，它是2018年8月建成的，經(jīng)歷了三次拆卸工作，在拆卸和建造的每一個工作過程中，我們的團(tuán)隊全程跟蹤，在BIM模型的分解和拆解、安裝、轉(zhuǎn)運(yùn)步驟進(jìn)行全程跟蹤，用表格實(shí)際記錄中間的能耗，這樣把計算的基礎(chǔ)建立起來，這是第一次拆裝的情況。
??這是裝完之后拆下來，成一塊一塊的，再運(yùn)往第二個地方，這是第二次建起來再拆除。從那邊拆下來以后，在這個場地再建，這是20天之內(nèi)把這個房子建成，采用了大構(gòu)件的方式去建。這是第二次建的過程。
??這是房子建成的情況，包括室內(nèi)都是20天之內(nèi)完成投入使用。
??第三次從山東德州拆除，在東南大學(xué)的四排樓小區(qū)用了一個多月把它建起來，這是基地的情況，怎么把它建起來，這是建成的效果，在新的場地里面又出現(xiàn)了，經(jīng)歷了三次循環(huán)利用，我們在全程記錄研究碳排放，這是生成的表格，這些表格系統(tǒng)通過BIM軟件進(jìn)行構(gòu)件化的輸入?yún)?shù)、輸入碳排放數(shù)據(jù)，根據(jù)時間、人工、工程管理的因子、因素，自動生成這些表格。因此，計算出C—HOUSE第一次碳排放是建造材料制備階段是225噸，這是第一次構(gòu)件的生產(chǎn)階段，碳排放是11噸。構(gòu)件轉(zhuǎn)運(yùn)是1.81噸，后面是裝配20.34噸，這樣我們就形成了一個量算，模擬和實(shí)際的對照，讓這個數(shù)據(jù)能夠更加準(zhǔn)確。我們在對照的基礎(chǔ)上優(yōu)化和修整這些數(shù)據(jù)，最后得到這張表格，一次性建造總碳排放量是258.39噸，分布是材料制備階段占88%，生產(chǎn)、構(gòu)件的裝配階段是7%，構(gòu)件的生產(chǎn)階段是4%，構(gòu)件轉(zhuǎn)運(yùn)是1%，大概是這樣的比例。從這個表可以看得出來，還沒有進(jìn)入運(yùn)維，材料是大頭，用什么材料來做構(gòu)件、來造房子是占了碳排放的大頭。因此，今天的會議怎么用大宗的建材來建造房子，在這塊它有非常大的優(yōu)勢。
??這兩張表是運(yùn)營了三年半的情況，這里面有一個運(yùn)營維護(hù)階段，由于這個房子是產(chǎn)能的房子，是負(fù)碳的，負(fù)的1.47%，比例有所改變，大家可以看這個表的比例有所改變，但是69%仍然是材料制備階段，在三年半的時間，仍然是材料制備占大頭。多次的建造25%，建造的碳排放也在不斷的增加，因?yàn)檫@個房子是產(chǎn)能的，運(yùn)維的過程中是負(fù)碳的，運(yùn)維的時間越長，負(fù)碳比例越高，如果這個房子不是產(chǎn)能的，它的保溫如果效率比較低，運(yùn)維的過程中不斷的耗能，當(dāng)然在運(yùn)維的時候也會不斷的增加碳排放，因此這也能看出來我們?yōu)槭裁匆霎a(chǎn)能的房子，可再生能源在城市和鄉(xiāng)村房屋新一輪建設(shè)和改造過程中產(chǎn)生作用，這個產(chǎn)能可以平衡建造過程中的碳排放。
??這邊這張表是這個房子可再生，或者構(gòu)件的可重復(fù)利用率非常高，99%的構(gòu)件可以重復(fù)利用，每次循環(huán)建造只有1%的材料是消耗材料，需要重新補(bǔ)充，在這樣的邏輯下我們又進(jìn)行了研究和計算，這三次建造循環(huán)利用兩次，現(xiàn)在這個房子的凈碳排放已經(jīng)到了0.16噸，房子循環(huán)利用是減碳低碳的重要技術(shù)方法。大家想想也是這個道理，如果這個房子只用一次，拆了以后大量產(chǎn)生垃圾，碳排放是很高的。而它能循環(huán)利用，是能夠減低或者大量減少碳排放。底下是一個計算的過程，我就不讀了，大家可以看一下，最后的結(jié)論就是循環(huán)了兩次，重復(fù)建造了三次，節(jié)碳效率相當(dāng)高。
??因此，我們給一個效率，以節(jié)碳為目標(biāo)，在建筑材料選用上，應(yīng)該盡量選用低碳材料和可回收再利用的材料技術(shù)。因此，木結(jié)構(gòu)、竹結(jié)構(gòu)在這里面占有先天的優(yōu)勢，是能夠在源頭節(jié)碳，某種意義上建筑是把固化在構(gòu)件里面的碳排放不讓它盡早地再回到大自然里面，固在建筑構(gòu)件里面，延長建筑的使用壽命，是節(jié)碳很好的途徑，也是用低碳的材料做構(gòu)件，更是能夠增強(qiáng)這方面的效率，因此木結(jié)構(gòu)和竹結(jié)構(gòu)在這方面有先天的優(yōu)勢，應(yīng)該大力發(fā)展。
??當(dāng)然要發(fā)展這樣的房子，有一點(diǎn)很重要，我們應(yīng)該用什么樣的建筑類型來服務(wù)社會，這很重要。因?yàn)槟窘Y(jié)構(gòu)、竹結(jié)構(gòu)也有先天的缺陷，如果做高層建筑是不占優(yōu)勢的，這是值得我們思考的。還有就是盡量提升構(gòu)件的重復(fù)使用率，也能夠減碳節(jié)碳。
??這是一個基本數(shù)據(jù)，生產(chǎn)一噸的水泥要產(chǎn)生大約一噸的二氧化碳排放，而木材天然生長一噸的木材大概要吸收自然界一噸的二氧化碳，并且釋放出0.75噸氧氣，顯然木材在節(jié)能減排這一塊、造房子的構(gòu)件這一塊有先天的優(yōu)勢，應(yīng)
??該大力發(fā)展。
??回顧一下木結(jié)構(gòu)技術(shù)，中國傳統(tǒng)的建筑，不管是民間還是官方，大量用的是木構(gòu)件，但是像這張圖，不管是宮殿還是民間的建筑，我們沒有形成能夠減少木材、能夠增強(qiáng)它的力學(xué)性能的構(gòu)件，什么構(gòu)件呢？主要是指橫向構(gòu)件，豎向構(gòu)件大家都一樣，都是柱，但是橫向構(gòu)件不一樣。連接我們用榫鉚，這是宋代傳播木結(jié)構(gòu)建筑，橫向也是大量木材堆積，屬于臺梁式，一千多年前的西方教堂，已經(jīng)有了桁架的特點(diǎn)，可以用小段的木材形成受力效率非常高的，能夠跨過一些大跨度的構(gòu)件系統(tǒng)，而這個相對來說，沒有能夠發(fā)展起來，在大量的房子里面沒有發(fā)展起來。因此他們產(chǎn)生了大量木桁架的內(nèi)容，根據(jù)房子的坡度和形式不同，西方有大量木桁架系統(tǒng)，在房屋類型和房屋建造里面有很好的優(yōu)勢。但是我們也不是沒有優(yōu)勢的東西，在高層建筑，應(yīng)縣木塔，一千多年了，在它的暗層里面有斜向支撐，這一圈都是桁架，增強(qiáng)了建筑的整體穩(wěn)固性，這塊還要繼續(xù)研究和總結(jié)。后面的應(yīng)用過程中也要發(fā)展，或者把結(jié)構(gòu)的效能極大的提高。
??3.碳排放計算與需設(shè)計優(yōu)化軟件研發(fā)
??軟件研發(fā)這一塊，我們做了很多的工作，這是南京市裝配式建筑的監(jiān)管平臺，所有裝配式建筑都可以跟它關(guān)聯(lián)，這就是剛才這棟房子，我們在做碳排放計算，也需要強(qiáng)大后臺支撐、處理數(shù)據(jù)。我們同時研發(fā)了碳排放的計算軟件，這是給建筑師用的軟件，把它開發(fā)出來，給建筑師方案階段使用，在源頭進(jìn)行優(yōu)化，這張圖是表達(dá)了在源頭優(yōu)化的效率是最高的，越往后效率越低。因此建筑師參與的低碳建筑、零碳建筑包括綠色建筑設(shè)計還是比較重要的，能做到源頭優(yōu)化，我們建筑學(xué)院也要做這件事。
??這是一張循環(huán)的表，有量算的結(jié)果、有數(shù)據(jù)，自動的量算以后沒有到這個標(biāo)準(zhǔn)繼續(xù)循環(huán)做方案，最后讓建筑師掌握定量的設(shè)計優(yōu)化方法尤其重要。
??第二，新型建筑學(xué)研究內(nèi)容、知識拓展與人才培養(yǎng)。
??這張表說明了這個問題，經(jīng)典的建筑學(xué)知識結(jié)構(gòu)主要在藝術(shù)、人文、作品，產(chǎn)生的是作品。我們要做定量的建筑設(shè)計方法，有一套方法，我們定義為構(gòu)件法建筑設(shè)計理論和方法，對產(chǎn)品化建筑設(shè)計要進(jìn)行系統(tǒng)的建構(gòu)，過去是作品化人才培養(yǎng)方法和定性的建筑設(shè)計傳授，現(xiàn)在要建定量的建筑設(shè)計技術(shù)和方法，傳授他們這個知識，因此性能優(yōu)化的建筑設(shè)計方法建立尤其重要。為此我們要進(jìn)行基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，剛才我以C—HOUSE為例，交流我們是怎么做的。外面這一圈就是BIM、CIM、物聯(lián)網(wǎng)、智慧化。
??我們因此又建立了定量的建筑設(shè)計方法，建造的建筑設(shè)計、性能的建筑設(shè)計和智能的建筑設(shè)計，這樣來支持新型建筑人才培養(yǎng)，支持行業(yè)里面的節(jié)能、減排，提高性能的建筑設(shè)計。
??國家和各部委都在裝配式建筑、綠色建筑、低碳建筑、新型建筑工業(yè)化等領(lǐng)域都下了很多的文，給了指標(biāo)，這個大規(guī)模時代的到來，建筑設(shè)計、建筑學(xué)應(yīng)該怎樣應(yīng)對？把這個問題擺在我們面前。因?yàn)橛辛硕康慕ㄖO(shè)計，我們來反思一下建筑學(xué)，過去的建筑學(xué)或者經(jīng)典建筑學(xué)是以修養(yǎng)、人文藝術(shù)作為主題，針對建筑的形式、空間和功能進(jìn)行設(shè)計，這是建筑師，它缺了定量基礎(chǔ)的內(nèi)容，它是定性的。如何定量呢？對建筑的物質(zhì)構(gòu)成建造和性能進(jìn)行定量研究，來研究支持它的設(shè)計方法，我們就在原來的基礎(chǔ)上增加了性能，中間是培養(yǎng)新型建筑師，因此建筑師學(xué)的構(gòu)架進(jìn)行了拓展。這張圖就表示了拓展了什么，中間是原來的上下左右的五個圈是新拓展的。
??建筑學(xué)的現(xiàn)狀是作品模式，有了定量建筑設(shè)計以及方法的支持，不僅有作品，還有產(chǎn)品，像現(xiàn)在的大量的廠，包括300家廠，需要有產(chǎn)品模式設(shè)計人才的支持，我們建筑學(xué)院有責(zé)任培養(yǎng)這方面的人才。
??這是一張總結(jié)，我不讀了，我想能夠說明一下，我們通過建立起新的知識構(gòu)架，讓建筑學(xué)有擔(dān)當(dāng)，把建筑學(xué)從傳統(tǒng)的經(jīng)典建筑學(xué)推向新型建筑學(xué)，推進(jìn)低碳、雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和發(fā)展，推動產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型升級，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，因此發(fā)展定性與定量結(jié)合的新型建筑學(xué)尤其重要。
??想跟大家一起努力，在人才培養(yǎng)這塊，做大學(xué)應(yīng)該做的也必須做的事情。我今天跟大家的交流就到這，謝謝各位！
土地市場還在跌！
