全面建成小康社会情景下绿色可持续建筑工程发展与挑战研究

作者:查重猫     发表时间:2021-03-17 07:46:29   浏览次数:31



  摘要:[目的/意义]通过对全面建成小康社会进程中建筑业发展现状的经验总结,本文对未来发展所面临的挑战进行综合分析,并提出符合中国特色社会主义新时代发展特色的建筑业应对策略。[方法/过程]本文通过对绿色可持续建筑工程标准和研究的分析,对其内涵理念和标准发展进行阐述,同时基于社会网络分析建立了2013—2019年绿色可持续建筑工程研究网络,从而对研究内容及其发展趋势进行了探讨。[结果/结论]结果发现,在新时代建筑业发展中,绿色建筑与装配式建筑代表了建筑的发展方向,建筑工程标准与研究在传统节能环保的基础上,逐步向着工业化、人性化、可持续的方向发展。但随着全面建成小康社会目标的实现,建筑业急需通过提高建筑品质、发展建筑理念、完善建造技术、推进环境-经济-社会协调来应对建筑业发展过程中所面临的可持续挑战。

  关键词:可持续建筑绿色建筑装配式建筑挑战分析社会网络分析

  1引言

  改革开放40年来,建筑及其相关产业一直是国民经济的支柱产业,2018年我国房地产开发投资已高达120,264亿元[1],是经济高速发展的重要推动力。随着我国经济逐渐步入新常态时代,优化产业结构、创新驱动发展,逐渐成为了全面建成小康社会情景下的新发展主题[2],这使得传统粗放型发展的建筑业急需通过自我更新,打造符合新时代特征的现代建筑业发展体系。2013年1月1日,国务院办公厅以国办发〔2013〕1号转发国家发展改革委员会、住房城乡建设部制定的《绿色建筑行动方案》,开启了新时代建筑业的现代可持续化进程。而2016年9月30日发布的《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》[3]更是在绿色建筑的基础上,提出在建筑工程领域大力发展系统化、工业化、产业化的装配式建筑一体化建造体系。这些相关政策的出台,使得绿色建筑和装配式建筑成为新时代建筑业发展的主流,为建筑业的高质量发展提供了创新沃土。

  在全面建成小康社会奋斗进程中,我国建筑业所面临的挑战也逐渐发生了变化[4],2018年我国城镇化率已达到59.58%[5],但我国现有城镇化建设仍存在发展不平衡、不充分的问题,为了满足人民日益增长的美好生活需要,在中国特色新型城镇化建设进程中必然要贯彻以人为本、创新驱动、可持续发展的理念[6]。为了更好地在建筑业中贯彻新发展理念,建筑领域开展了大量研究工作,积极支持引导建筑绿色化、低碳化、可持续发展,住房和城乡建设部有关领导与国内相关学者通过不断深入研究,基本构建了绿色建筑[7]和装配式建筑[8]标准体系,为提高建筑工程的可持续水平奠定了基础。相关学者也基于国家高质量发展战略,通过开展深入研究,逐步将全寿命周期理念[9]、综合可持续评价理念[10]、信息化与智能制造理念[11]融入到了工程实践中,进一步推动了绿色建筑和装配式建筑的产业发展,为全面建成小康社会情景下的现代建筑发展指明了方向。

  2绿色可持续建筑工程内涵理念与评价体系的发展

  在全面建设小康社会过程中,建筑业以人民群众需求为中心,立足国家现代化发展战略,开展了一系列绿色建筑和装配式建筑内涵深化与标准制定工作,为建筑业的绿色可持续发展指明了方向。基于小康社会建设过程中的建筑业发展现状,相关学者对“绿色”和“装配式”理念内涵进行了深入的解读与研究,并通过标准修订不断将新理念贯彻到《绿色建筑评价标准》[7]与《装配式建筑评价标准》[8]的评价体系中,逐步实现以人为本、重在实效的建筑高质量发展目标,满足人民群众不断增长的舒适宜居需求,为全面建成小康社会和可持续发展贡献力量。

  2.1绿色建筑内涵及其评价体系的发展

  2.1.1“以人为本”在绿色建筑中的贯彻与发展

  在国际绿色建筑领域中,有3个基本定义得到广泛的共识:①减少资源浪费与环境破坏;②打造舒适健康的生活环境;③构建人、建筑与环境和谐共生[12]。基于这3个基本共识,各国对绿色建筑都进行了深化与发展[13],我国绿色建筑内涵在全面建设小康社会的过程中,主要经历了初步的绿色建筑认知、基于国情的绿色建筑深化、综合全生命周期理念的大绿色观念确定这3个阶段。

  在绿色建筑发展之初,我国研究人员借鉴国外经验,编写了《中国生态住宅技术评估手册》[14]、《绿色奥运建筑评估体系》[15]等出版物,使得中国进入了绿色建筑初步认知阶段。在住房和城乡建设部制定发布的《绿色建筑评价标准》(2006版)编制说明中,提出绿色建筑是指在建筑的全生命周期范围内,最大限度地实现节约资源、保护环境并减少污染,为使用人提供一个健康、适用而高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑[16]。在初步认知时期,我国绿色建筑重点关注建筑节能领域,对建筑环境影响、碳排放的研究也以建筑运营期为主体,这与建筑运营期能耗占建筑全生命周期总能耗的比例有关(约为80%~90%)。

  随着可持续发展理念的深入人心,我国绿色建筑的基本内涵得到了工程建设领域技术人员的广泛支持,在全生命周期范围内将节能减排理念逐步贯彻到建筑全产业链,由此带来了绿色建材、绿色施工技术、绿色节能设备的发展。绿色建筑观念实现了从初步认知到理性自觉的跨越,得到了社会的广泛共识,“绿色”观念从建筑运营期不断延伸,在规划、设计、施工、运营以及拆除等各个阶段,绿色、低碳、可持续发展都有了新的内涵,并逐步在建设与使用过程中实现了环境与经济两个维度的协调发展,使绿色建筑从政策引导走向了自我更新的良性发展阶段。

  通过绿色建筑的政策引导与自我更新,绿色建筑的内涵实现了从运营期节能减排到建筑全产业链绿色发展的跨越,但在全面建成小康社会逐步完成之时,伴随着物质生活水平的提高,过去低碳、节能、环保的绿色建筑已经不能满足人民对居住环境、住房质量、配套设施等各方面的新要求,时代赋予了绿色建筑更宽广的内涵,健康宜居、经济美观、耐久适用、安全可靠以及与环境相协调丰富了传统绿色建筑的内涵,将更多社会维度思想[17]纳入到其中,人性化、本土化、低碳化、长寿化、智慧化的新时代高质量绿色建筑理念逐步发展成熟,真正实现了将综合环境、经济、社会的可持续发展理念融入到绿色建筑中,成为全面建成小康社会情景下的建筑未来发展方向。

  2.1.2绿色建筑评价体系及标准发展借鉴美国的LEED体系、英国BREEAM体系的经验,我国于2006年制定了《绿色建筑评价标准》(以下简称“绿标”),经过10余年“三版两修”(06版、14版、19版)的发展,最新版《绿色建筑评价标准》于2019年8月1日起正式发布实施[18]。通过对绿标的修订情况进行分析可以发现,我国绿色建筑评价体系经历了基本框架、深入发展、理念创新3个阶段,逐步向着以人为本、绿色低碳、可持续的方向发展。

  作为绿色建筑评价标准的基础,06版绿标完美发挥了绿色建筑排头兵的作用,为我国绿色建筑实现从无到有的跨越起到了重要作用。基于对国际标准的研讨分析与我国绿色建筑发展情况研究,绿标建立了“四节一环保”+“运营管理”的评价指标体系,并通过在指标中设置控制项、一般项和优选项的方法对绿色建筑性能进行总体控制与综合评价[19]。在评价过程中,根据一般项和优选项的满足程度将参评的绿色建筑分为一星级、二星级和三星级这3个不同的等级,并通过分章节计算对住宅建筑和公共建筑的评价指标进行了区分,从而增加了标准的适用性。该版绿标基于绿色低碳的核心理念,为我国绿色建筑评价体系建立了基本框架,并引导了绿色建筑行业的发展。

  在绿色建筑评价标准基本框架确立之后,我国绿色建筑领域对其评价体系进行了深入细化的研究,开展了绿色建筑评价标准的修订工作,形成了14版绿标。该版绿标在原有框架基础上增加了施工管理、提高与创新两个新的章节,将全生命周期可持续思想与新常态下的创新驱动发展思想融入到绿色建筑评价中[20]。通过对指标的研究发现,14版绿标大幅度提高了绿色建筑评价指标的深度与广度,并将住宅建筑与公共建筑评价指标融入各评价章节,增强了评价过程的可操作性,使评价体系达到了国际先进水平[21]。该版绿标突破了建筑运营期的限制,初步将建筑生命周期思想融入标准中,符合全面建成小康社会冲刺期的可持续发展理念,但由于评价观念的限制,其评价体系中仍侧重于建筑自身的绿色性能,未能全面贯彻以人为本的可持续发展理念[22]。

  在全面建成小康社会即将完成之际,《绿色建筑评价标准》立足人民日益增长的对美好生活需要,将“以人为本”的思想全面贯彻到绿色建筑评价体系中,对绿标进行了再创新,其评价指标体系如图1所示[18]。从图1中可以看出,绿色建筑评价体系以“四节一环保”为基本约束,将建筑工业化、健康建筑、建筑信息模型,以及海绵城市等高质量现代建筑概念融入了绿色建筑中,构建了保证安全、耐久、健康、舒适、宜居、适老、环保的新绿色建筑评价体系。另外,在原有三级评价的基础上增加了基本级(满足全部控制项要求而分数不满足一星级),扩大了绿色建筑的覆盖面,使我国绿色建筑评价体系充分体现出以人为本、服务人民的核心宗旨,为建筑高质量发展奠定基础。

  2.2装配式建筑发展背景与评价体系

  2.2.1势在必行的建筑工业化据统计,2018年我国建筑业农民工数量为5,363.5万人[23],相比2013年减少606.97万人[24],但2018年我国房屋施工面积却高达140.9亿m2[1](相比2013年增加24.69%[25]),这种严重的供需不平衡使得建筑工程施工领域必然要通过机械化、智能化、工业化改革,在进一步保障工人权益的基础上,提高建筑业的劳动生产率,促进建筑的可持续发展。装配式建筑是一种基于建筑标准化设计、构配件工厂化生产、现场装配式施工进行建筑施工的现代化建造方式,这种现代化建造方式可以有效改善建筑工人的工作环境、减少资源浪费与环境污染、促进建筑业的智能化信息化变革,符合全面建成小康社会情景下建筑业可持续发展需求[26]。

  装配式建筑在施工过程中主要表现在,通过将传统建造方式中的现场作业转移到工厂中进行,从而减少环境污染、改善工作环境、提高施工质量。我国在建国之初便借鉴国际先进经验[27],开展了一些研究与工程实践,但随着抗震性能、抗渗性能等问题凸显,使得装配式建筑在20世纪末走入了低潮[26]。近年来,在人工智能发展浪潮的推动下,物联网技术、人工智能技术和大数据的发展为装配式建筑带来了工业化的契机,引导传统建筑工程走上了人工智能、智能制造、智能建造的快车道,使得过去大量的劳动密集型工作可以在工厂中通过智能化技术实现部分或全部的自动化,从而实现施工精细化、生产工业化、品质最优化,促进装配式向着建筑工业化的方向发展,为建筑业的现代化智能化创新发展带来强劲推动力[28]。因此,为了在建筑领域中满足人民日益增长的对美好生活的需求,推进建筑工业化发展势在必行。

  2.2.2装配式建筑评价体系及标准发展为了推进装配式建筑的发展,住房和城乡建设部于2015年8月27日发布了《工业化建筑评价标准》(GB/T51129-2015),并于2017年12月12日发布《装配式建筑评价标准》(GB/T51129-2017)[8]用以代替原标准。这两版标准的发布,充分体现了我国装配式建筑行业的发展现状与发展愿景,指导了现代装配式建筑的发展。

  《工业化建筑评价标准》是2013年由住房和城乡建设部立项开始编制的,于2016年开始实施,标准提出工业化建筑的评价应具有科学性、系统性和导向性,有利于促进行业的技术进步和生产方式的转变。通过广泛的研究,《标准》明确了标准化设计、工厂化制作、装配化施工、一体化装修、信息化管理作为工业化建筑的基本特征[29],为建筑业的转型升级建立了方向标。但基于对当时建筑工程发展现状的分析[30],发现工业化建筑提出的5化标准对当时的建筑业而言难以实现,因此在标准发布之后不久,便重新发布了《装配式建筑评价标准》,从而更好地立足行业技术发展现状[31],让建筑从业人员从知装配、懂装配、用装配开始,逐步引导装配式建筑向工业化、智能化、信息化方向发展,为未来建筑工程产业革命奠定基础。

  3基于社会网络分析的绿色可持续建筑工程研究发展

  为促进建筑产业的转型升级,推进建筑高质量可持续发展,建筑研究人员对绿色建筑、装配式建筑、可持续建筑等进行了大量的研究工作,本文依托中国知网(CNKI)数据库,基于社会网络对中国特色社会主义新时代以来相关研究进行分析,从而对现代化建筑的发展现状与发展趋势进行综合研究。

  3.1基于社会网络分析的绿色可持续建筑工程总体研究

  社会网络分析可以通过构建研究内容关系网络图,对不同文献研究内容间的相关关系进行研究,从而量化分析不同研究领域的研究核心、研究范围、研究相关度,直观而清晰地对现有研究进行整体性分析。

  通过对绿色低碳可持续建筑的研究分析,本文依托中国知网中的高级检索进行文献的检索,为保证数据质量,本文检索以中国知网包含的SCI、EI、中文核心、CSCCI、CSCD期刊文献为检索源。通过检索“篇名”中包含“绿色”或“低碳”或“可持续”或“装配式”或“工业化”并含“建筑”或“施工”的文献,确定分析文献的来源。由于本文研究中国特色社会主义新时代下的现代建筑发展,因此检索时间定为2013年至今。基于高级检索,发现中国知网内满足检索要求的文献共有1,146篇,通过对文献的综合分析,排除通知、期刊要求、不相关文献等,共得到983篇文献用于网络的建立与分析,其发表文章时间分布如图2所示。

  基于检索文献的关键词统计结果,经过数据整理与整合计算,本文建立了绿色低碳可持续建筑总体研究网络(如图3所示)和绿色低碳可持续建筑核心研究网络(关键词词频大于等于4,如图4所示)。从图3中可以看出,现有研究主要分为绿色建筑、装配式建筑、绿色施工3个不同的组团。自2013年以来,与绿色建筑相关的研究是最多的,其研究涉及面非常广。从图4中可以看出,绿色建筑的研究维度较广,其核心研究内容主要与评价体系或评价标准相关,同时逐渐将绿色施工的相关研究融入绿色建筑中[32]。而装配式建筑现在面临的问题主要是信息化融合与施工过程的可操作性,因此其核心研究内容与建筑信息模型、深化设计、预制技术相关。

  3.2基于社会网络分析的绿色可持续建筑工程研究演化分析

  为了对依时演化下绿色可持续建筑工程研究发展进程进行综合分析,本文将2013—2019年分成了3个阶段:(1)2013—2015年研究(共计388篇文献);(2)2016—2017年研究(共计319篇文献);(3)2018—2019年研究(共计276篇文献)。以3个时间段为基础,本文基于社会网络分析分别建立了3个不同时间段的整体研究网络图和和核心研究网络图(如图5、图6所示)。

  从图5中可以发现,这3个阶段将“绿色建筑”“装配式建筑”和“绿色施工”在研究领域中的演化趋势表现了出来。2013—2015年,随着《绿色建筑行动方案》的出台,绿色建筑相关研究得到极大地发展,在这一阶段,“绿色建筑”成为研究的重点,“绿色施工”作为次要重点也得到了广泛的关注;2016—2017年,在推动装配式建筑发展相关政策的支持下,“装配式建筑”“建筑工业化”的相关研究快速增长,但这一阶段仍以“绿色建筑”和“绿色施工”作为研究的重点;2018—2019年,随着装配式建筑施工问题的逐步明确,针对施工安全、建筑质量、安装方法的研究文献逐渐增加,使得“装配式建筑”成为这一阶段研究的核心,而“绿色建筑”研究逐渐减少,成为这一阶段中的次要中心。

  为了对3个阶段的研究要点进行更深入的分析,图6将3个阶段的核心研究内容进行了展示,表1列出了3个阶段核心研究网络排在前10个研究内容的特征向量中心度计算结果,阶段1、阶段2、阶段3分别代表不同时间段,“特征度”代表特征向量中心度计算结果。

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  通过对比图6和表1的结果可以看出,在2013—2015年研究中,绿色建筑与绿色施工占据着重要的地位,其特征向量中心度计算结果相近,说明其影响力相近。而其他8个排在前10位的指标,均为与绿色建筑评价体系、绿色建筑节能技术或绿色施工技术相关的研究内容,说明这一阶段装配式建筑受到的重视不足。在2016—2017年研究中,装配式建筑相关研究内容的影响力急速提高,虽然在图5中装配式建筑仍表现出较低的影响力,但在核心研究内容中,装配式相关的研究内容“装配式”“建筑信息模型”“建筑工业化”等影响力均排在了前10位,“装配式”更是排到了第1位,可见这一阶段装配式建筑的相关研究增长迅速,与信息化智能化的结合研究较多。在2018—2019年研究中,装配式建筑成为了核心研究内容中的中心,排在前10位的指标都是围绕装配式建筑而开展的研究。通过对这一阶段研究内容的分析可以看出,“BIM”“预制构件”“增量成本”等是研究的重要内容,其中,预制构件安装过程中遇到的钢筋连接问题成为困扰装配式发展的主要问题,同时,由于全产业链规模化生产不足,采用装配式建筑反而在部分地区造成了成本增加,因此针对这些问题开展的研究相对较多,而混凝土结构依然是现有装配式建筑中的主要形式。

  4全面建成小康社会情景下绿色可持续建筑工程发展挑战与应对路径

  在中国特色社会主义建设过程中,我国现代建筑业通过技术创新、理念革新、思维更新大力发展绿色建筑和装配式建筑,逐步向着以人为本、绿色低碳、可持续的方向发展,为全面建成小康社会贡献了行业力量。但随着我国社会主要矛盾的转变,人民群众对现代建筑业提出了高质量、高品质、低污染的全产业链变革要求,如何在建筑工程全生命周期范围内的各个阶段满足人民日益增长的美好生活需要,已经成为未来建筑业发展中急需面对的挑战。

  4.1坚定房住不炒,创新驱动发展

  在国家“房住不炒”口号提出的背景下,近年来过热的房产建筑行业出现了所谓的“寒冬期”,建筑相关投资开始出现结构性调整,部分投资开始向更具有创新价值的行业转移,这使得一些过去以低品质、快节奏、响口号为核心的建筑企业逐渐退出了历史舞台,为建筑业的自我更新创造了更多的空间,而如何更合理地利用这部分行业空间,需要建筑业通过增强创新能力、提高生产效率,才能真正实现行业的创新驱动发展。因此,在全面建成小康社会情景下,建筑业首先要坚定创新驱动发展的目标和信心,才能打造出适应未来的建筑体系。

  4.2保护绿水青山,促进可持续发展

  随着“绿水青山就是金山银山”观念的深入人心,人民群众对环境保护的要求也逐渐提高,实现国家的可持续发展,逐渐成为全国各族人民对未来中国特色社会主义的发展要求。而建筑工程资源消耗巨大,造成了极大的环境污染,破坏了地方的生态环境,是我国可持续发展所面临的重要挑战之一。为应对建筑业带来的环境污染,我国通过废弃物资源化利用[33]、粉煤灰替代水泥[34]、绿色施工技术应用等进行了改善,但建筑业的可持续发展之路仍在继续,需要更多的技术创新、理念革新,才能在可持续发展浪潮中找到应对途径,真正实现建筑业的良性健康发展。

  4.3面对老龄化挑战,推动工业化发展

  传统建筑业是标准的劳动密集型产业,随着知识进步和要求的提高,新生代农民工进入建筑业热情不足[35],影响了建筑业劳动力的补充与更新,使得未来不久建筑业即将面临农民工“老龄化”问题。为了解决“老龄化”问题,“开源”和“节流”都是必要的手段。“开源”是指增加新生代农民工的工作意向,“节流”是指减少建筑用农民工数量,而这一切的前提,都是通过建筑工业化技术的发展,将传统建筑施工现场作业放在工厂中实现部分劳动的自动化机械替代,从而在改善工作环境、降低劳动强度的基础上,减少对农民工的需求。因此,在全面建成小康社会情景下,建筑业必然要通过工业化、机械化、智能化变革,来应对老龄化带来的挑战。——论文作者:周硕文1王元丰2高源林3罗玮2

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