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中国建筑设计研究院:产能建筑推动建筑碳中和

信息来源:   浏览次数:719   发布时间:2022-07-28

中国建筑设计研究院有限公司(以下简称中国院)前身为中央直属设计公司,创建于1952年。成立近70年来,中国院始终秉承优良传统,致力于推进国内勘察设计产业的创新发展,以“建筑美好世界”为己任,将成就客户、专业诚信、协作创新作为企业发展的核心价值观,为中国建筑的现代化、标准化、产业化、国际化提供专业的综合技术咨询服务。

近年来,中国院发挥中央企业行业引领、降碳主力军的角色定位,以建筑低碳化为设计理念和研究目标,总结现阶段低碳建筑需要解决的主要矛盾和痛点问题。在充分认识国情的前提下,提炼出高质量建筑发展的“五化”(人性化、本土化、长寿化、低碳化、智慧化)核心理念。在绿色建筑、被动式建筑、超低能耗建筑、近零能耗建筑等建筑节能和产能领域开展研究实践,以建筑光伏一体化集成技术为实现建筑产能的核心抓手,突破了光伏与建筑材料集成、建筑光伏一体化构造等多项技术瓶颈,并建立技术应用标准体系,为光伏在建筑中的大规模推广应用和建筑领域碳减排打下坚实基础。

依靠“揭榜挂帅”,激发科研创新活力

近年来,中国院聚焦产能建筑。依靠在国内低碳建筑行业中人才汇聚多、市场占有率高、技术底蕴雄厚的优势,着眼新时代国家低碳建筑发展导向,积极响应科技创新“揭榜挂帅”号召,选能人,遣尖兵,在不同专业领域打造精干攻坚团队,以新体制新机制焕发科研人员的积极性和创造性,加大政策扶持和经费投入,形成了“比学赶帮超”的良好科研氛围。

党的十九大期间,中国院主持承担“建材型光伏构件制造与测试关键技术及装备”“户用光伏发电智能控制模块集成技术研发及示范”等国家重点研发计划项目5项,课题9项,子课题25项,国拨经费2.16亿元,主持编制《建筑光伏系统应用技术标准》等可再生能源领域国家、行业标准、图集20余项,建设世界园艺博览会中国馆等近百项建筑光伏一体化项目。

在做好规定动作的同时,中国院加大自选动作的创新,以国家科技发展战略为导向,有力有序推进创新攻关的“揭榜挂帅”体制机制。经过长达5个月的筹备,由中国院领导班子成员“揭榜挂帅”担任负责人、多部门多专业联合的重大项目攻关团队成立,打造了主要领导带头抓科研,精兵强将齐心搞科研的科技研发崭新格局。

年度科技创新重大项目“净零碳目标导向的本土化建筑减碳设计方法与技术研究”已正式立项,项目经费500万元,研究周期2年,项目总目标是在我国推广建筑本土化净零碳设计的模式,助力建筑领域达成“双碳”目标。

构筑行业标准体系,加大市场化运用

围绕国内产能建筑领域体系交叉,标准重叠,前瞻性、操作性不强等问题,近年来,中国院在归纳梳理的基础上,突出建筑光伏标准体系化建设。先后主持编制了建筑行业标准《建筑用光伏构件通用技术要求》JG/T 492—2016、《太阳能光伏系统支架通用技术要求》JG∕T 490—2016、《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规程》JGJ 203—2010,国家标准《建筑光伏系统应用技术标准》GB 51368—2019,国家标准图集《建筑用太阳能光伏系统设计与安装》16J908-5。不仅完善了建筑光伏标准体系,还作为基础标准引导了几十项地方标准和团体标准的编制。

在构筑标准体系的同时,中国院不断加大标准应用的推广力度,申请了包括光伏窗、光伏通风遮阳系统等近40项专利,开发出基于玻璃基材、金属基材和有机基材的多种光伏构件产品。设计和建设了包括世界园艺博览会中国馆、雄安高铁站房、吐鲁番可再生能源示范区中控楼等近百项建筑光伏一体化项目。通过一手抓标准制定,一手抓示范应用,有效占据了市场先机,赢得了国内产能建筑领域的话语权和控制力。

研发多专业协同设计方法,加快产能建筑落地速度

针对传统设计模式各自为战,衔接松弛的短板,中国院坚持问题导向、结果导向,变各专业串联为并联模式,构筑专业兼顾,平行推进,总分结合,首尾呼应的新型设计机制。从项目策划、初步方案、深化设计、施工图设计、施工运行等各专业协同阶段,以性能化设计为基础,归纳、整理、提炼产能建筑各专业协同设计方法及流程,突出和强化了设计体系的系统性和整体性。

多专业协同设计方法实现了建筑节能与产能均衡发展,推动了建筑低碳化运行,加快了建筑行业碳中和事业的前进步伐。在近零能耗建筑、产能建筑、零碳建筑等建筑低碳化发展的不同阶段,中国院针对建筑的不同需求,紧紧扭住设计交集,在固化共性的过程中,分别延展不同内容的个性化和特殊性,大大提高了设计效率。同时广泛应用建筑光伏一体化技术,扩大可再生能源建筑集成应用,使产能建筑通过渐次提升,逐步深化,实现建筑低碳化运行。

研发建材型光伏构件,提高产业化规模水平

从满足低碳建筑装配式模块化的角度出发,近年来,中国院着力加大了建材型光伏构件的研发力度,大力凸显光伏构件在产能建筑应用上的基础作用,努力填补市场空白,有效拉动了低碳建筑的市场需求。

通过多种光伏电池与不同建筑材料集成的技术突破,将太阳电池板融合在建筑里,研发满足建筑性能要求的铝蜂窝板光伏构件、真空玻璃光伏构件和玻璃纤维聚酯采光板光伏构件等建材型光伏构件。采用光伏瓦作为建筑材料替代部分或全部屋面材料,采用透明玻璃光伏组件作为幕墙或采光窗安装在建筑立面和天窗,通过规模化应用即发即用的建筑光伏系统,降低了建筑外部能源需求。

建材型光伏构件成功应用在北京世界园艺博览会场馆(中国馆)、雄安高铁站房等近百项建筑光伏一体化工程中。通过光伏构件的不断深化细化,大大推动了产能建筑的模块化、体系化和绿色化,扩大了产业化应用规模。经测算,在中国建筑设计研究院有限公司已开展项目上,建材型光伏构件年累计生产能力超过560MW,年发电量达8340万kWh,年减排量78916吨二氧化碳,以建筑光伏一体化推动产能建筑成为建筑低碳化的有力抓手和突出亮点。

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