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零碳建筑里的工程师:人人心中有套“好房子”
2025-08-0411:50 来源:环球人物网-《环球人物》杂志 作者:尹洁 高玮怡 李佩蔺 蔡晓慧
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夜幕降临,四川成都锦江大道上的霓虹灯渐次点亮,一栋造型独特的建筑悄然“苏醒”。它的外观就像一本本摞在一起的书,抽象一点看,又像一头跃出海面的鲸鱼。

这正是四川省唯一获中国建筑节能协会认证的零碳建筑——中国五冶集团科技中心(以下简称五冶科技中心)。它集科研、办公、科普、文化于一体,也是四川省建筑行业科技创新的共享平台与重要孵化器。

“零碳建筑绝非仅仅是一个环保标签,它凝聚着工程师们系统性的技术与管理智慧,实践着‘好房子’所追求的更健康舒适、智能便利的人居理想。”五冶科技中心副主任王仙芝对《环球人物》记者说。

当前,中国住房发展已从“有”到“优”,进入新阶段,“好房子”成了高频词。今年3月,“推动建设安全、舒适、绿色、智慧的‘好房子’”首次写入《政府工作报告》。

在这座“鲸跃”建筑的深处,一群工程师正从设计源头出发,在一张张图纸上勾勒未来蓝图。他们也在追寻一个问题的答案:什么样的房子,才是好房子?眼前这座大楼,是他们交出的答卷之一。而更多的答案,正等待他们去探索……

“能思考,会呼吸”

“真正好的建筑,不是要成为打卡的焦点,而是要在人与环境之间架起一座‘桥’,宜于人居,融于环境,让人、建筑、环境和谐共生。”在主导五冶科技中心设计的五冶设计研究院总建筑师杨飞宁看来,“好房子”意味着先进的技术和理念,但不能将其堆砌在建筑表面,而是要融入建筑之中,再以简单的表象呈现出来。

杨飞宁(左二)和团队借助五冶科技中心大楼模型展开讨论。

“就像大楼‘鲸’的造型可不仅是为了美观,它也是建筑被动式降低能耗需求的关键一环。”在设计之初,杨飞宁综合考虑了日照、风场、周边建筑群等因素,经过大量信息技术模拟,“鲸跃”才一点点成型。

“到了夏天,建筑南侧的悬挑结构能减少建筑受到的太阳光直射,从而降低空调能耗;到了冬天,太阳高度角变小,阳光直射建筑南侧立面,既解决了室内光线问题,又降低了供暖需求。此外,鲸跃造型还减少了对大楼北侧住宅区采光的影响。”

有没有办法让建筑自己学会节能呢?杨飞宁团队开启了一次次头脑风暴:用高性能材料组成大楼幕墙,为建筑披上一件隔热、防寒、降噪的“外衣”;安装6套导光纤维采光系统,让他们像向日葵一样自动追踪太阳方位,并经由导光管把自然光“运输”至地下功能区。“仅是导光系统一项,每年便可为大楼节约5500度电。”杨飞宁说。

如果说硬件是大楼的身体,那中国五冶集团自主研发的智慧低碳运维系统,则构成了大楼的“中枢神经”。

研发团队的核心成员邓杨均介绍说,不同于常规楼宇管理,这套融合了人工智能、物联网与大数据的系统,通过楼顶小型气象站“主动感知”环境,依托五冶自研算法进行“实时决策”,再驱动遍布各处的智能设备“动态执行”,形成高效闭环,确保大楼始终处在最佳运行状态。

比如,通过楼顶小型气象站传输的环境数据,大楼的空调、新风可自行开启,外立面的719片自适应遮阳百叶也会自动地调整角度,让楼内的含氧量、温湿度和采光保持在体感舒适区间。

邓杨均轻点屏幕,楼内的“智慧大脑”被瞬间激活。“看,从照明、空调、新风,到气象、水处理、消防、监控等1430个设备系统的运行状况,在大屏上一目了然。”邓杨均向记者介绍,如果发生故障,系统将立刻预警,并自动向物业团队派送维修工单。此外,该系统可以利用车库已有的监控装置实现智能化升级,无需大量新增设备,就能让普通车库具备智能化管理功能。“谁停错了车位,‘智慧大脑’立刻就能发现。”

“好的建筑就应该‘耳聪目明’,能思考,会呼吸。”邓杨均回忆,为了实现这个目标,他们已经努力了7年。

“2018年,我们在承接重庆某数据谷项目时,甲方有相关需求,但我们发现市面上大部分运维系统不仅价格很高,而且相关功能并不完备,后期调试开发难度大。”邓杨均和团队在想,五冶在设计、建造、机电设备等专业领域有硬实力,况且楼宇智能化也是未来建筑行业的发展方向之一,为何不以此为契机,自主研发一个运维系统呢?

五冶团队通过智能运维平台对冶金企业工厂运行情况远程监测,确保钢铁冶炼设备平稳高效运行。

说干就干,经过3年打磨,智慧低碳运维系统1.0版本面世;而在得知该系统要应用在五冶科技中心后,团队又紧锣密鼓地对系统进行了2.0版升级。“小到一个图标,大到3D平台选用,我们团队和公司领导都商讨、测试过无数遍,就像做‘艺术品’一样。”在大家的共同努力下,2.0版本的系统加入了数字孪生和3D技术,让楼宇管理更加直观、智能。

“可别小瞧这个系统!自五冶科技中心去年5月投用以来,它为大楼累计降低了1400吨二氧化碳排放量。目前,该系统已在四川、上海、雄安等多地推广应用。”邓杨均说。

人、建筑、自然和谐共生

“好房子”的价值不只体现在落成后的舒适宜居,更贯穿于建筑的全生命周期。从智能、绿色建造,到建筑与自然、城市的和谐共生……在五冶科技中心,工程师们正围绕这一完整链条,创新技术成果,对“好房子”做出阐释。

这背后,离不开行业“智囊团”的支撑:重庆大学原校长周绪红领衔的院士创新工作室、中国建筑金属结构协会原会长郝际平领衔的四川省专家工作站扎根五冶科技中心,此外还有智能建造、钢构建筑、智慧机电、智慧岩土、公园城市、城市更新、干熄焦炉施工、智慧维检等八大工程中心协同发力。

高级工程师、一级建造师刘志华,就是周绪红院士创新工作室的成员。他正在做的一个课题是“双向刚性梁支撑体系”,主要应用在混凝土结构施工阶段,用来提供竖向支撑力,以保障施工的安全性和结构质量。

在社区科普活动中,成都小学生与五冶团队研发的施工通用运输机器人互动。

刘志华的另一个课题是“施工通用运输机器人”,主要用来搬运施工现场的沉重物料,也可以根据不同场景需求,快速更换机器人底盘,实现群机协同作业,提高建造的精度。

“这两个课题听上去似乎很专业、晦涩,却和‘好房子’的建造息息相关。”刘志华认为,当前我国建筑业面临从规模扩张到质量提高的深层次变革,建造品质也亟待提高。而他现在所做的研究正是推进智能建造技术创新发展的一部分。“智能建造阶段会有更多数字化技术和智能装备的应用,可提供更高的工艺控制,可模拟建成后运营降碳效果,也可体验建成后的美观效果,这样就更可靠地保证‘好房子’的实现。”

在刘志华看来,目前智能建造还处于初期发展阶段,还有大量工作需要去完成。“我们期望与同行一起努力,切实改善建筑工人的工作环境、降低劳动强度,提升‘中国建造’核心竞争力,助力我们国家早日迈入智能建造世界强国的行列。”

与刘志华课题组相邻的是李伟的课题组,专注于公园城市环境工程技术。他们将目光投向实际生态建设中的一个常见挑战:不少城市为改善环境开挖的人工湖,常因水体富营养化等问题,在一两年内发生水质恶化。“我们的研究就是针对这个问题,寻求低成本、少干预、可持续的生态治理手段。”李伟解释道。

课题组科研人员会依据不同环境、水质及底泥状况,制定解决方案,比如雨水带来的杂质如何过滤、周边隐蔽的污染如何治理,等等。有些人工湖曾是农业养殖区,在改建过程中必须先对基底进行杀菌消毒处理,才能注入新的水体。

李伟认为,公园城市这个概念本身就与“好房子”相关。在他心目中,“好房子”应该实现人、建筑、自然的和谐共生。

“研究城市建设,其实就是研究人与建筑、建筑与环境之间的相处模式,而和谐共生就是让人在城市里舒适地生活。五冶科技中心每个人在为这个理想埋头钻研,这需要长期投入,‘保质期’也越长越好。我们研发的新技术只有在实践中才能得到验证,所以五冶科技中心有个规定:博士每个月要花一定时间深入一线,了解项目上的需求。只有联系实践,理论知识和创新技术才能‘活’起来。”李伟说。

丰富多元的创新图景

五冶科技中心是众多中国工程师探索“好房子”建设的一个生动缩影。放眼全国,从政策引导到项目实施,“好房子”的理念正在广袤国土上落地生根,呈现出丰富多元的创新图景。

安全与绿色,是“好房子”的坚固基石。在北京,大兴国际航空社区1号创新楼突破传统建造模式,除基础部分外,地上主体由117个预制精装的模块化单元“拼装”而成。这种建造方式,不仅能大幅缩短工期、提升建筑精度,其标准化的高品质构件更从源头上保障了房屋的结构安全与绿色环保,为未来社区建设提供了新范式。

舒适且实惠,是“好房子”的民生温度。在山东青岛,首批符合“好房子”理念的保障性住房项目上市。合理优化的户型设计、配套齐全的公共服务,让中低收入家庭也能享受“好房子”带来的安心与便利,实现从“住有所居”向“住有宜居”的跃升。

智能化与数字化,是“好房子”的时代引擎。江苏苏州正式上线智能建造管理平台,率先实现施工升降机、建筑机器人等十大类智能建造装备的数字化、智能化监管,以科技力量赋能“好房子”建造方式的变革。

此外,存量住房的焕新升级、智慧家居平台的普及应用……都在不同维度拓展着“好房子”的内涵与外延。

尽管探索路径各异、亮点纷呈,但这些实践都清晰指向同一个目标:为人民打造更安全、更健康、更舒适、更便利、更绿色、更智慧、更具韧性、更有人文关怀的理想居所。在这场关于“建造革命”的产业升级中,中国的工程师们正以零碳建筑为支点,为中国式现代化勾勒更温暖、更舒心的图景。


责任编辑:李佩蔺

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