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1.內(nèi)容提要 建筑業(yè)是以消耗大量的自然資源以及造成沉重的環(huán)境負擔為代價的，據(jù)統(tǒng)計：建筑活動分別使用了自然資源、能源總量的40%，而造成的建筑垃圾也占人類活動產(chǎn)生垃圾總量的40%，預(yù)計2030年建筑業(yè)產(chǎn)生的溫室氣體將占全社會排放總量的25%。因此，建筑業(yè)的低碳減排迫在眉睫。 而作為在改變生產(chǎn)方式上具有革新意義的技術(shù)創(chuàng)新——工業(yè)化生產(chǎn)方式是節(jié)能減排的重要途徑，其發(fā)展前景十分廣闊。同時，建筑工業(yè)化已然成為建筑發(fā)展的趨勢和必然。然而，由于真正基于市場環(huán)境的、相對深入的工業(yè)化建筑實踐才剛剛起步，因此有針對性的相關(guān)節(jié)能減排研究還不充分甚至空白。在此背景下，針對工業(yè)化建筑的碳排放研究更具有現(xiàn)實意義。 本書在對國內(nèi)外工業(yè)化建筑發(fā)展及其建筑碳排放現(xiàn)狀研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了全新的工業(yè)化預(yù)制裝配建筑的全生命周期碳排放評價模型，實現(xiàn)了低碳建筑的可視化、可控化、智能化和可操作化。同時以輕型建造系統(tǒng)為例，建立了一套完整的輕型建筑系統(tǒng)的低碳建筑碳排放評價指南及核算表格系統(tǒng)，不僅為輕型工業(yè)化預(yù)制裝配住宅系統(tǒng)全生命周期的低碳建設(shè)提供了技術(shù)保障，也將為我國其他低碳建筑的健康、迅速發(fā)展提供強大的理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。 2.序一 2013年秋天，我在參加江蘇省科技論壇“建筑工業(yè)化與城鄉(xiāng)可持續(xù)發(fā)展論壇”上提出：建筑工業(yè)化是建筑學(xué)進一步發(fā)展的重要抓手，也是建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要推動力量。會上我深感建筑工業(yè)化對中國城鄉(xiāng)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展將起到重要促進作用。2016年3月5日，第十二屆全國人民代表大會第四次會議政府工作報告中指出，我國應(yīng)積極推廣綠色建筑，大力發(fā)展裝配式建筑，提高建筑技術(shù)水平和工程質(zhì)量?？梢?，中國的建筑行業(yè)正面臨著由粗放型向可持續(xù)型發(fā)展的重大轉(zhuǎn)變。新型建筑工業(yè)化是促進這一轉(zhuǎn)變的重要保證，建筑院校要引領(lǐng)建筑工業(yè)化領(lǐng)域的發(fā)展方向，及時地為建設(shè)行業(yè)培養(yǎng)新型建筑學(xué)人才。 張宏教授是我的學(xué)生，曾在東南大學(xué)建筑研究所工作近20年。在到東南大學(xué)建筑學(xué)院后，張宏教授帶領(lǐng)團隊潛心鉆研建筑工業(yè)化技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用十多年，參加了多項建筑工業(yè)化方向的國家級和省級科研項目，并取得了豐碩的成果，建造·性能·人文與設(shè)計系列叢書就是階段性成果，后續(xù)還會有系列圖書出版發(fā)行。 我和張宏經(jīng)常討論建筑工業(yè)化的相關(guān)問題，從技術(shù)、科研到教學(xué)、新型建筑學(xué)人才培養(yǎng)等等，見證了他和他的團隊一路走來的艱辛與努力。作為老師，為他能取得今天的成果而高興。 此叢書只是記錄了一個開始，希望張宏教授帶領(lǐng)團隊在未來做得更好，培養(yǎng)更多的新型建筑工業(yè)化人才，推進新型建筑學(xué)的發(fā)展，為城鄉(xiāng)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。 3.序二 建筑構(gòu)件的制作、生產(chǎn)、裝配，建造成各種類型建筑的方法、模式和過程，不僅涉及過程中獲取和消耗自然資源和能源的量以及產(chǎn)生的溫室氣體排放量（碳排放控制），而且通過產(chǎn)業(yè)鏈與經(jīng)濟發(fā)展模式高度關(guān)聯(lián)，更與在建筑建造、營銷、運營、維護等建筑全生命周期各環(huán)節(jié)中的社會個體和社會群體的權(quán)力、利益和責任相關(guān)聯(lián)。所以，以基于建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的綠色建材工業(yè)化生產(chǎn)——建筑構(gòu)件、設(shè)備和裝備的工業(yè)化制造——建筑構(gòu)件機械化裝配建成建筑——建筑的智能化運營、維護——最后安全拆除建筑構(gòu)件、材料再利用的新知識體系，不僅是建筑工業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略目標的重要組成部分，而且構(gòu)成了新型建筑學(xué)（Next
Generation Architecture）的內(nèi)容。換言之，經(jīng)典建筑學(xué)（Classic
Architecture）知識體系長期以來主要局限在為“建筑施工”而設(shè)計的形式、空間與功能層面，需要進一步擴展，才能培養(yǎng)出支撐城鄉(xiāng)建設(shè)在社會、環(huán)境、經(jīng)濟三個方面可持續(xù)發(fā)展的新型建筑學(xué)人才，實現(xiàn)我國建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型升級，從而推動新型城鎮(zhèn)化的進程，進而通過“一帶一路”戰(zhàn)略影響世界的可持續(xù)發(fā)展。 建筑工業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略目標是將經(jīng)典建筑學(xué)的知識體系擴展為新型建筑學(xué)的知識體系，在如下五個方面拓展研究： （1） 開展基于構(gòu)件分類組合的標準化建筑設(shè)計理論與應(yīng)用研究。 （2） 開展建造、性能、人文與設(shè)計的新型建筑學(xué)知識體系拓展理論與人才培養(yǎng)方法研究。 （3） 開展裝配式建造技術(shù)及其建造設(shè)計理論與應(yīng)用研究。 （4） 開展開放的BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術(shù)應(yīng)用和理論研究。 （5） 開展從BIM到CIM（City Information Modeling，城市信息模型）技術(shù)擴展應(yīng)用和理論研究。 本系列叢書作為國家“十二五”科技支撐計劃項目2012BAJ16B00“保障性住房工業(yè)化設(shè)計建造關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”，以及2013BAJ10B13課題“水網(wǎng)密集地區(qū)村鎮(zhèn)宜居社區(qū)與工業(yè)化小康住宅建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)與集成示范”的研究成果，凝聚了以中國建設(shè)科技集團有限公司為首的科研項目大團隊的智慧和力量，得到了科技部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部有關(guān)部門的關(guān)心、支持和幫助。江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳、南京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會以及常州武進區(qū)江蘇省綠色建筑博覽園，在示范工程的建設(shè)和科研成果的轉(zhuǎn)化、推廣方面給予了大力支持?！氨Ｕ闲宰》啃滦凸I(yè)化建造施工關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”課題2012BAJ16B03參與單位南京建工集團有限公司、常州市建筑科學(xué)研究院有限公司及課題合作單位南京長江都市建筑設(shè)計股份有限公司、深圳市建筑設(shè)計研究總院有限公司、南京市興華建筑設(shè)計研究院股份有限公司、江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限責任公司、北京中外建建筑設(shè)計有限公司江蘇分公司、江蘇圣樂建設(shè)工程有限公司、江蘇建設(shè)集團有限公司、中國建材（江蘇）產(chǎn)業(yè)研究院有限公司、江蘇生態(tài)屋住工股份有限公司、南京大地建設(shè)集團有限責任公司、南京思丹鼎建筑科技有限公司、江蘇大才建設(shè)集團有限公司、南京筑道智能科技有限公司、蘇州科逸住宅設(shè)備股份有限公司、浙江正合建筑網(wǎng)模有限公司、南京嘉翼建筑科技有限公司、南京翼合華建筑數(shù)字化科技有限公司、江蘇金砼預(yù)制裝配建筑發(fā)展有限公司、無錫泛亞環(huán)?？萍加邢薰荆o予了課題研究在設(shè)計、研發(fā)和建造方面的全力配合。東南大學(xué)各相關(guān)管理部門以及由建筑學(xué)院、土木工程學(xué)院、材料學(xué)院、能源與環(huán)境學(xué)院、交通學(xué)院、機械學(xué)院、計算機學(xué)院組成的課題高校研究團隊緊密協(xié)同配合，高水平地完成了國家支撐計劃課題研究。最終，整個團隊的協(xié)同創(chuàng)新科研成果：“基于構(gòu)件法的剛性鋼筋籠免拆模混凝土保障性住房新型工業(yè)化設(shè)計建造技術(shù)系統(tǒng)”，參加了“十二五”國家科技創(chuàng)新成就展，得到了社會各界的高度關(guān)注和好評。 最后感謝我的導(dǎo)師齊康院士為本叢書寫序，并高屋建瓴地提出了新型建筑學(xué)的概念和目標。感謝東南大學(xué)出版社及戴麗老師在本書出版上的大力支持，并共同策劃了這套建造·性能·人文與設(shè)計叢書，同時感謝賀瑋瑋老師在出版工作中所付出的努力，相信通過系統(tǒng)的出版工作，必將推動新型建筑學(xué)的發(fā)展，培養(yǎng)支撐城鄉(xiāng)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的新型建筑學(xué)人才。 東南大學(xué)建筑學(xué)院建筑技術(shù)與科學(xué)研究所 東南大學(xué)工業(yè)化住宅與建筑工業(yè)研究所 東南大學(xué)BIMCIM技術(shù)研究所 東南大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司建筑工業(yè)化工程設(shè)計研究院 2016年10月1日于容園·南京 4.前言 建筑業(yè)的發(fā)展是以消耗大量的自然資源以及造成沉重的環(huán)境負擔為代價的，據(jù)統(tǒng)計：建筑活動使用了自然資源總量的40%，能源總量的40%，而造成的建筑垃圾也占人類活動產(chǎn)生垃圾總量的40%，預(yù)計2030年建筑業(yè)產(chǎn)生的溫室氣體將占全社會排放量的25%。因此，建筑業(yè)的低碳減排迫在眉睫。 作為在改變生產(chǎn)方式上具有革新意義的技術(shù)創(chuàng)新——工業(yè)化生產(chǎn)方式是節(jié)能減排的重要途徑，其發(fā)展前景十分廣闊；同時，建筑工業(yè)化已然成為建筑發(fā)展的趨勢和必然。然而，由于真正基于市場環(huán)境的、相對深入的工業(yè)化建筑實踐才剛剛起步，因此有針對性的相關(guān)節(jié)能減排研究還不充分甚至空白。在此背景下，針對工業(yè)化建筑的碳排放研究更具有現(xiàn)實意義。 本書首先對國內(nèi)外工業(yè)化建筑發(fā)展及其碳排放現(xiàn)狀進行了分析。其次，從碳排放基礎(chǔ)研究、建筑碳排放研究、建筑碳排放模型分析、低碳建筑評價等四個方面對國內(nèi)外碳排放現(xiàn)狀展開研究。其中，碳排放基礎(chǔ)研究包括碳排放政策、標準、相關(guān)評估法，能源碳排放因子，建材、設(shè)備碳排放因子以及碳排放計算軟件；建筑碳排放模型分析包括生命周期劃分和全生命周期各階段碳排放比例；通過以上背景研究整理現(xiàn)有問題，并提出研究目標和研究內(nèi)容。 針對本書的研究目標，從基于全生命周期評價理論的建筑碳排放基礎(chǔ)研究和傳統(tǒng)建造方式的建筑全生命周期碳排放模型兩部分展開。第一部分主要包括全生命周期評價理論、建筑全生命周期碳排放評價理論以及建筑碳排放基礎(chǔ)研究；第二部分對傳統(tǒng)建造方式下的建筑全生命周期碳排放進行匯總，構(gòu)建碳排放時空矩陣核算模型，對碳排放來源進行盤查，明確各階段碳排放測算方法和測算清單，匯總碳排放數(shù)據(jù)來源及減碳措施；并對不同結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)材料的建筑碳排放進行分析評估。在此基礎(chǔ)上，對以上問題進行整理。 在對傳統(tǒng)建造方式的建筑碳排放模型的研究基礎(chǔ)上，對比傳統(tǒng)建造方式與工業(yè)化生產(chǎn)模式的區(qū)別，結(jié)合工業(yè)化預(yù)制裝配模式的特點。通過確定目標范圍、清單分析、影響評價和結(jié)果解釋等四個方面建立一套基于全流程控制的、系統(tǒng)的工業(yè)化預(yù)制裝配建筑全生命周期碳排放評價模型。之后具體分兩部分展開：碳排放核算模型和分析評估。碳排放核算模型包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫框架、基于BIM的工業(yè)化建筑數(shù)據(jù)信息庫以及各階段的計算方法，并重新劃分其生命周期的各階段；分析評估針對具體碳源、影響因素提出關(guān)于工業(yè)化預(yù)制裝配建筑的減碳措施。 本書最后部分以輕型建造系統(tǒng)為例，對輕型可移動鋁合金住宅的建筑全生命周期各階段進行實證分析，包括碳排放核算、影響評價（LCIA）和針對具體碳源的低碳設(shè)計，從而建立一套完整的輕型建筑系統(tǒng)的低碳建筑碳排放評價指南及核算表格系統(tǒng)。 本書構(gòu)建了全新的工業(yè)化預(yù)制裝配建筑的全生命周期碳排放評價模型，實現(xiàn)了低碳建筑的可視化、可控化、智能化和可操作化，不僅為輕型工業(yè)化預(yù)制裝配住宅系統(tǒng)全生命周期的低碳建設(shè)提供了技術(shù)保障，也將為我國其他低碳建筑的健康、迅速發(fā)展提供強大的理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。 5.目錄 第一章緒論1 第一節(jié)背景1 一、 建筑產(chǎn)業(yè)碳排放現(xiàn)狀與減排潛力1 二、 建筑工業(yè)化——碳減排的重要途徑2 第二節(jié)現(xiàn)狀3 一、 住宅3 二、 公建5 三、 現(xiàn)狀問題整理5 四、 策略6 第二章傳統(tǒng)建造方式的建筑碳排放研究10 第一節(jié)全生命周期碳排放評價理論10 一、 全生命周期評價理論10 二、 建筑全生命周期碳排放評價理論12 第二節(jié)碳排放基礎(chǔ)研究17 一、 碳排放因子17 二、 碳排放模型30 三、 低碳評價33 第三節(jié)碳排放時空矩陣模型35 一、 碳排放核算及數(shù)據(jù)來源37 二、 減碳措施50 三、 不同類型建筑碳排放評價54 四、 問題整理58 第三章工業(yè)化預(yù)制裝配建筑的全生命周期碳排放模型研究63 第一節(jié)工業(yè)化預(yù)制裝配建筑63 一、 建造模式與傳統(tǒng)的區(qū)別63 二、 預(yù)制裝配模式的特點64 三、 全生命周期劃分68 四、 評價模型69 第二節(jié)碳排放核算與評估72 一、 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫框架72 二、 基于BIM的工業(yè)化建筑數(shù)據(jù)信息庫76 三、 碳排放核算79 四、 不同建造模式的碳排放核算對比95 五、 不同結(jié)構(gòu)類型的碳排放核算對比105 六、 碳排放分析評估110 第四章輕型可移動鋁合金住宅的全生命周期碳排放評價135 第一節(jié)輕型可移動鋁合金住宅135 第二節(jié)全生命周期碳排放評價136 一、 建材開采136 二、 工廠化生產(chǎn)142 三、 物流149 四、 裝配157 五、 使用維護更新166 六、 拆除回收172 七、 分析評估176 第三節(jié)碳排放模型驗證178 一、 數(shù)據(jù)來源178 二、 碳排放核算分析179 結(jié)束語181 附錄184 參考文獻195 |
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