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加强建筑节能与利废新材开发利用

信息来源:   浏览次数:147   发布时间:2021-01-05

促进我国建筑节能和利废新材料产业在“十四五”规划期间的发展,是贯彻党中央建设节约型社会,实现经济社会可持续发展的重要举措,是我国建材建筑行业的重要历史使命。

建筑节能

改革开放以来,我国经济经历了重重困难和艰难险阻,在党中央、国务院的坚强领导下,广大人民群众解放思想、奋发图强,迸发了无穷的创造力,经济得到了迅猛发展。从1978年到2018年的40年间,我国经济的年平均增长率达到9.5%,创造了令世人瞩目的伟大成就。

随着我国经济进入新常态,虽然经济增长速度进入中高速发展阶段,但是在世界主要经济体中仍然是发展速度最高、发展韧性最强、正在迈向高质量发展阶段的国家。2019年,我国GDP为14.36亿美元,同比增长为6.1%,而美国GDP为21.42亿美元,同比增长2.3%。我国经济总量已是美国的67%,但人均GDP美国是我国的6.37倍,仍有较大差距。

2019年,我国能源消费总量为48.6亿吨标煤,同比增长3.3%,单位国内生产总值能耗比2018年继续下降,降幅为2.6%,而美国能源消费总量为41.63亿吨标煤(100.166千万亿英热单位),单位GDP为0.218千克标煤(5.25千英热单位)。从上面的数据可以看出,我国的经济总量是美国67%,而能源消耗是美国的116.7%。我国的能源效率比起美国还有较大差距,我国的产业结构、能源结构、能源效率、交通结构等方面的调整任务复杂而艰巨。

据统计数据显示,在我国能源消耗总量中,工业能耗约占71%,建筑能耗约占20%,交通能耗及其他能耗约占5%,农业能耗约占3%(这种耗能比例是动态变化的)。上述建筑能耗中只是包括了建筑建造环节、建筑运行中的能耗,并不包括在生产建造这些建筑物的建筑材料和运输等环节的能耗。这就是狭义的建筑能耗。因此我们研究建筑节能应从以下几个方面入手。

1.新建建筑的设计环节

设计工作为建筑节能的龙头,为首要环节。设计者应充分了解当地气候条件,如:一年四季气温、湿度变化,雨量的分布情况,日照时间,风力变化,以及饮用水源和地下水的情况等。设计者要根据这些情况选择最适合当地情况的建筑结构形式,比如,墙体保温形式和材料、对外门窗的材质和开窗方式,同时还要注意屋顶防水材料的选择,通风系统的设计和设备选择、建筑物采暖和空调系统的设计和设备选择、各类用水排水循环系统的设计和设备选择等。

设计的总原则是要突出符合当地实际并满足建筑物功能的需求,坚持绿色、节能降耗、资源能源可循环利用,减少污染物的排放,为建造绿色建筑,特别是低能耗建筑做出基础性、根本性工作。

设计时要充分采用BIM设计工具,在工厂进行建筑物的构件和部件的工业制造,以有利于建筑物建造时采用装配式建造,为建设绿色建筑创造基础条件。

2.新建建筑的建造环节

目前,建筑业已成为我国国民经济的支柱产业之一,但我们也应清醒地看到,我国建筑业当前仍是一个劳动密集型、以现场工地现浇建造方式为主的传统产业。传统建造方式提供的建筑产品已不能满足人们对高品质建筑产品的需求,传统的建造方式存在着效率低、浪费多、误差大、标准低、现场工人劳动强度大等弊病。据资料统计,传统建筑业粗放式管理往往会造成建筑行业约50%的各种资源的浪费,包括人力资源、各种材料物料、施工误差造成的返工、设计的不完善等。传统粗放式的建筑业管理模式已不适应我国已进入高质量发展阶段的时代要求。

为此,我国需要大力发展建筑产业工业化和信息化。推动装配式建筑,建立先进建筑制造体系,实现建筑产业的绿色环保、质量标准、节约高效,促进建筑行业的转型提升目标。

2019年年末,我国装配式建筑在新建建筑的比例大约为13.4%。根据国务院印发的《关于大力发展装配式建筑的指导意见》,我国将力争在2025年使装配式建筑占新建建筑的面积比例达到30%的工作目标。

3.既有建筑的节能改造和功能提升

目前我国正处于工业化和城镇化加速发展阶段,现有建筑面积400多亿平方米,预计在今后30年内,还要建设400亿平方米的新建筑。在过去几十年的建设中,为了解决城镇化快速发展和城镇居民对住房条件改善的迫切需求,在建造过程中,没有足够的精力和建造成本去注重节能环保问题,造成大部分既有建筑能耗偏高,已成为建筑行业耗能的重点。如何减少既有建筑对能源的大量消耗和对环境生态的影响,实现节约资源、能源和可持续利用成为当前急需解决的问题。

目前,各地政府都把对既有建筑的节能改造提到应有的高度,加以重视和强力推动。既有建筑的节能和功能改造应注重以下几个方面。

建筑物在使用中的资源、能源消耗(除家用电器外)主要用于采暖、空调、通风、人工照明、给水排水等方面。工作重点应是以下几个方面。

一是提高墙体的保温隔热性能。在建筑物能耗中,围护结构(墙体和屋面)的散热损失约占整个建筑物热损失的60%左右。提高墙体,特别是外墙体和屋面保温隔热性能,因地制宜采用隔热、安全(不燃或阻燃)、隔音等综合性能好、价格合理的新型墙体材料和内、外保温材料是建筑节能改造的重要措施。屋面设计中除重视防水防雨外,也应重视保温隔热的措施和材料的使用。对既有的平顶建筑,“平改坡”也是有效的措施。

二是提高门窗综合性能。建筑物的门窗是建筑物与外界物质(人、空气、热量、光线)交流的通道。建筑物门窗的热损失占整个建筑物的热损失的40%左右。提高建筑物门窗的安全性、隔音、隔热、防火、操作便利性等综合性能,对提高建筑物使用品质和节能具有十分重要作用。塑钢门窗、玻璃钢门窗、断桥铝隔热门窗、低辐射(Low-E)镀膜节能玻璃、安全中空、真空玻璃及配套的五金件的研发利用,使建筑物门窗的综合性能有着显著的提高。

三是改造优化建筑物尽量采用自然通风和采光。根据建筑物所处的不同的气候条件,应尽量利用建筑物自身形成可控的自然空气流动和最大限度地利用日光采光,从而减少机械通风和人工电气照明,大幅度降低能源消耗。

四是优先采用节能高效机电装备并实现智能化控制。根据各种机电设备使用情况,优选性能价格比高、运行费用低、能源消耗少的产品。大力推广节能灯、稀土照明灯、高效风机、高效水泵及配套的电气装备(变压器、电动机、开关设备)。推广建筑物集中供热和制冷,提高设备能源转换效率。积极推进地热资源和污水热能开发利用。大型建筑物要实现集散式智能化控制,进一步提高设备运行效率、降低资源能源消耗。

五是推广可再生能源和资源循环利用。积极研发利用再生能源资源的收集、储存、利用装置。把建筑物作为太阳能收集转化的场所,利用硅晶电池、非晶硅薄膜太阳能电池、太阳能集热器把太阳能转化为电能、热能供建筑物使用,也可通过供电网、热力网向其他用户输送。通过建筑物表面材料的创新,使建筑外墙赋予其多种功能的界面(能量转化、净化内部空气、美化等)。加强雨水收集再利用设施开发利用。创造条件开展污水、地热的采集和换热利用工作。

在当前提振经济发展新基建的策略中,突出强调加强新型城镇化建设,大力提升县城公共设施和服务能力,以适应农民日益增加的到县城就业安家需求。用5年时间基本完成2000年以前建造的16万个老旧小区综合改造。今年开工改造城镇老旧小区3.9万个。

在建筑节能和功能改造中,要把过去小高层建筑加装外挂电梯、适老性改造、智能化改造、室外各类管网改造、养老驿站、幼儿学龄前教育机构、小区文化设施等项目提到议事日程。

将继续赋予城市更多功能,建设海绵城市、智慧城市和韧性城市,开展城市更新行动和乡村建设行动。

利废新材

我国经济经过近30多年的高速增长,取得了令世人瞩目的伟大成就。与此同时,伴随经济基数的增大及资源和环境对经济增长约束力的不断增强。我国做出了经济发展进入新常态的历史发展趋势判断,确定了绿色、低碳、可持续的发展战略。党的十八届五中全会提出必须牢固树立并切实贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念。党的十九大提出统筹推进“五位一体”总体布局,协调推进“四个全面”战略布局。

特别是2018年5月召开的全国生态环境保护大会上,提出生态文明建设必须坚持的重要原则,对全面加强生态环境保护、坚决打好污染防治攻坚战作出了全面部署。

伴随着工业现代化和新型城镇化建设的快速发展,随之产生的废物也快速增加,若不进行减量化、无害化、资源化处置,将造成极大的资源、能源浪费和对环境生态的极大危害。因此,对废物的资源化利用和处置工作显得十分重要和迫切。

当前重点关注的是固体废物的资源化利用与处置。固体废物,是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。

目前,固体废物根据今年4月29日由第十三届全国人大常委会通过的新修订《中华人民共和国固体废物污染防治法》可大致分为六大类。

工业固废,包括一般性工业固废、危险性工业固废。一般性工业固废是我国每年产生固体废物量最大的部分,据有关资料估计,每年产生量在30亿吨左右。随着工业工艺的改进和绿色生产的开展,近年来逐年有所下降。危险性工业固废,据全国200个大、中城市统计,产生量在4000万吨至5000万吨,这部分废物产生量虽然不是最大的,但带来的长期对环境造成的污染和潜在的环境危害影响很大,是社会公众关注的焦点。

农业固废,包括农作物秸秆、林下废弃物、废塑料农膜、过期农药。农业废弃物分布广泛,种类繁多,资源化利用前途看好,但推广难度较大。

建筑固废,包括拆除建筑物构筑物的固废、废弃的工程土、装修拆除的固废、破损道路的废弃物等。我国每年建筑垃圾的产生量为15亿吨至24亿吨,占城市垃圾的比例约为40%。它是资源化利用的重点。

生活垃圾,包括可回收利用的垃圾(干垃圾)、厨余垃圾(湿垃圾)、其他垃圾、危险废弃物。截至目前,根据有关资料估算,若按我国城乡每人每天平均产生0.8千克至1.1千克生活垃圾计算,我国每天产生生活垃圾约112万吨至154万吨,全年则为4.1亿吨至5.6亿吨。目前全国各地在政府的推动下,公众广泛参与生活垃圾分类,成效显著。

医疗垃圾,包括弃用的医疗器械、手术的废弃物、过期医疗用品。对于医疗垃圾的监管和无害化处置是阻断各种疾病,特别是传染性疾病的重要手段,关系着切断病毒传播途径,防止二次污染的关键。

新型垃圾,包括废旧车辆(汽车、摩托车、电动车、共享单车)、网购快递包装物、餐饮外卖废弃物、废旧电子通信产品(电子垃圾)等。近年来,随着网购、外卖、共享单车等新型商业业态的快速发展,造成新型固体废物量的急剧增加。如:快递物品的过度包装、一次性塑料制品的用量剧增、废旧共享单车数量都快速增长。据国家统计局公布的数据显示,去年我国快递业务量突破600亿件,同比增长26.6%,仅快递所消耗胶带就可以缠绕地球1200余圈。预计今年由于发生新冠肺炎疫情快递量和外卖量还会增加。据中国邮政局统计,今年前三季度已超过600亿件。今年我国快递业务量有望超过800亿件。面对如此数量巨大、种类繁多的固体废弃物,我们的减量化、无害化、资源化的任务十分繁重和艰巨。

根据近年来的工作实践,在固体废物资源化的工作中,提出大宗化和高值化两种处置工作思路和路线。

所谓大宗化资源化处置方式,就是将着眼点放在快速大量处置各类固体废物,以尽快解决这些固体废物对环境和生态的严重影响和对公众身体健康的威胁。处置工艺和流程的特点是相对简单易行,处置过程耗能和二次废物排放较低,利废的产品用途广且市场需求量大,但产品的价值可能相对较低。如:利用工业固废、建筑固废、农业秸秆、污泥、矿山尾矿等制成的建筑材料(粗骨料、细骨料、细粉等人造砂石、陶粒、玻璃、水泥生产的辅材等)、建筑部件(各类墙体材料、保温材料、各类砌块、各类砖瓦等)、交通道路的基材(公路、铁路施工中的路基基层铺设材料、公路路面的辅助材料等)。这类固废处置企业由于进入门槛低且产品价值低,市场竞争激烈,企业本身效益低,需要政府根据处置固体废物企业所具有的社会公益性,给予必要的政策支持。

高值化处置方式,就是针对固体废物的有效成分进行有针对性的较为复杂的工艺处置,处置会消耗一定辅助材料和能源,有些还会有二次污染物排放和必要的净化处置。但经过对固体废物处置,固体废物中的有效组分得到充分利用而得到的产品价值较高,价值链得以延长,处置企业的效益较好,但处置量受到工艺线生产能力限制不会太大。进行高值化处置的企业需要有较强的技术开发能力和较完善的企业管理能力。如在有色金属冶炼渣和飞灰中提取贵重金属;从粉煤灰中提取铝等有色金属;以赤泥为原料制备高铝水泥;从赤泥中提炼铝材料;从垃圾焚烧发电厂的飞灰中,利用水泥窑协同处置生产氯化钾、氯化钠,或者作为水泥生产原料加以利用;从工业副产石膏中生产化工材料;从农业秸秆中提取精细化工原料;从高岭土系煤矸石中提取精细化工原料等,均属于此类处置方式。

针对所处地区固体废物新增排放量和既有堆存总量的具体情况,及它们对生态环境的影响程度,规划不同的固体废物的处置方式。根据我国普遍的情况,目前应以大宗化处置为主,尽快减轻这些固体废物对生态环境的影响及对公众身体健康的威胁,改善所在地区的生态环境。但同时也根据固体废物的种类和数量,有针对性地支持有条件的企业开展高值化的处置工作或新建专门处置企业。这两者都很重要,不可偏废一方。要做到因地制宜,一切从当地实际出发,规划处置企业的种类和分布。

建筑节能与利废新材的开发利用,是贯彻生态文明思想的重要举措,是贯彻新发展理念的具体体现,是提振我国经济的新的增长点。我们要把这项工作提高到应有的认识高度来对待。要勇于创新、积极开拓,运用“政产学研用金”合作创新机制,针对各类固体废物的减量化、无害化、资源化的工艺技术装备进行攻关研发。为实现经济效益、社会效益和生态效益的协调统一,为实现我国绿色、低碳、可持续发展,为力争在2030年前二氧化碳排放达到峰值和在2060年前实现碳中和,作出我们更大的贡献。

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