奮進新征程 喜迎二十大 | 中國建筑設計研究院:產能建筑推動建筑碳中和
■鞠曉磊 孫 暢
雄安高鐵站房 中國建筑設計研究院有限公司/供圖
中國建筑設計研究院有限公司(以下簡稱中國院)前身為中央直屬設計公司,創建于1952年。成立近70年來,中國院始終秉承優良傳統,致力于推進國內勘察設計產業的創新發展,以“建筑美好世界”為己任,將成就客戶、專業誠信、協作創新作為企業發展的核心價值觀,為中國建筑的現代化、標準化、產業化、國際化提供專業的綜合技術咨詢服務。
近年來,中國院發揮中央企業行業引領、降碳主力軍的角色定位,以建筑低碳化為設計理念和研究目標,總結現階段低碳建筑需要解決的主要矛盾和痛點問題。在充分認識國情的前提下,提煉出高質量建筑發展的“五化”(人性化、本土化、長壽化、低碳化、智慧化)核心理念。在綠色建筑、被動式建筑、超低能耗建筑、近零能耗建筑等建筑節能和產能領域開展研究實踐,以建筑光伏一體化集成技術為實現建筑產能的核心抓手,突破了光伏與建筑材料集成、建筑光伏一體化構造等多項技術瓶頸,并建立技術應用標準體系,為光伏在建筑中的大規模推廣應用和建筑領域碳減排打下堅實基礎。
依靠“揭榜掛帥”,激發科研創新活力
近年來,中國院聚焦產能建筑。依靠在國內低碳建筑行業中人才匯聚多、市場占有率高、技術底蘊雄厚的優勢,著眼新時代國家低碳建筑發展導向,積極響應科技創新“揭榜掛帥”號召,選能人,遣尖兵,在不同專業領域打造精干攻堅團隊,以新體制新機制煥發科研人員的積極性和創造性,加大政策扶持和經費投入,形成了“比學趕幫超”的良好科研氛圍。
黨的十九大期間,中國院主持承擔“建材型光伏構件制造與測試關鍵技術及裝備”“戶用光伏發電智能控制模塊集成技術研發及示范”等國家重點研發計劃項目5項,課題9項,子課題25項,國撥經費2.16億元,主持編制《建筑光伏系統應用技術標準》等可再生能源領域國家、行業標準、圖集20余項,建設世界園藝博覽會中國館等近百項建筑光伏一體化項目。
在做好規定動作的同時,中國院加大自選動作的創新,以國家科技發展戰略為導向,有力有序推進創新攻關的“揭榜掛帥”體制機制。經過長達5個月的籌備,由中國院領導班子成員“揭榜掛帥”擔任負責人、多部門多專業聯合的重大項目攻關團隊成立,打造了主要領導帶頭抓科研,精兵強將齊心搞科研的科技研發嶄新格局。
年度科技創新重大項目“凈零碳目標導向的本土化建筑減碳設計方法與技術研究”已正式立項,項目經費500萬元,研究周期2年,項目總目標是在我國推廣建筑本土化凈零碳設計的模式,助力建筑領域達成“雙碳”目標。
構筑行業標準體系,加大市場化運用
圍繞國內產能建筑領域體系交叉,標準重疊,前瞻性、操作性不強等問題,近年來,中國院在歸納梳理的基礎上,突出建筑光伏標準體系化建設。先后主持編制了建筑行業標準《建筑用光伏構件通用技術要求》JG/T 492—2016、《太陽能光伏系統支架通用技術要求》JG∕T 490—2016、《民用建筑太陽能光伏系統應用技術規程》JGJ 203—2010,國家標準《建筑光伏系統應用技術標準》GB 51368—2019,國家標準圖集《建筑用太陽能光伏系統設計與安裝》16J908-5。不僅完善了建筑光伏標準體系,還作為基礎標準引導了幾十項地方標準和團體標準的編制。
在構筑標準體系的同時,中國院不斷加大標準應用的推廣力度,申請了包括光伏窗、光伏通風遮陽系統等近40項專利,開發出基于玻璃基材、金屬基材和有機基材的多種光伏構件產品。設計和建設了包括世界園藝博覽會中國館、雄安高鐵站房、吐魯番可再生能源示范區中控樓等近百項建筑光伏一體化項目。通過一手抓標準制定,一手抓示范應用,有效占據了市場先機,贏得了國內產能建筑領域的話語權和控制力。
研發多專業協同設計方法,加快產能建筑落地速度
針對傳統設計模式各自為戰,銜接松弛的短板,中國院堅持問題導向、結果導向,變各專業串聯為并聯模式,構筑專業兼顧,平行推進,總分結合,首尾呼應的新型設計機制。從項目策劃、初步方案、深化設計、施工圖設計、施工運行等各專業協同階段,以性能化設計為基礎,歸納、整理、提煉產能建筑各專業協同設計方法及流程,突出和強化了設計體系的系統性和整體性。
多專業協同設計方法實現了建筑節能與產能均衡發展,推動了建筑低碳化運行,加快了建筑行業碳中和事業的前進步伐。在近零能耗建筑、產能建筑、零碳建筑等建筑低碳化發展的不同階段,中國院針對建筑的不同需求,緊緊扭住設計交集,在固化共性的過程中,分別延展不同內容的個性化和特殊性,大大提高了設計效率。同時廣泛應用建筑光伏一體化技術,擴大可再生能源建筑集成應用,使產能建筑通過漸次提升,逐步深化,實現建筑低碳化運行。
研發建材型光伏構件,提高產業化規模水平
從滿足低碳建筑裝配式模塊化的角度出發,近年來,中國院著力加大了建材型光伏構件的研發力度,大力凸顯光伏構件在產能建筑應用上的基礎作用,努力填補市場空白,有效拉動了低碳建筑的市場需求。
通過多種光伏電池與不同建筑材料集成的技術突破,將太陽電池板融合在建筑里,研發滿足建筑性能要求的鋁蜂窩板光伏構件、真空玻璃光伏構件和玻璃纖維聚酯采光板光伏構件等建材型光伏構件。采用光伏瓦作為建筑材料替代部分或全部屋面材料,采用透明玻璃光伏組件作為幕墻或采光窗安裝在建筑立面和天窗,通過規?;瘧眉窗l即用的建筑光伏系統,降低了建筑外部能源需求。
建材型光伏構件成功應用在北京世界園藝博覽會場館(中國館)、雄安高鐵站房等近百項建筑光伏一體化工程中。通過光伏構件的不斷深化細化,大大推動了產能建筑的模塊化、體系化和綠色化,擴大了產業化應用規模。經測算,在中國建筑設計研究院有限公司已開展項目上,建材型光伏構件年累計生產能力超過560MW,年發電量達8340萬kWh,年減排量78916噸二氧化碳,以建筑光伏一體化推動產能建筑成為建筑低碳化的有力抓手和突出亮點。
本文原載于《中國建材報》7月18日1版
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