劉昊是一位年輕的企業(yè)總工程師,對預(yù)制混凝土的制造與預(yù)拌混凝土的配制都有很好的造詣。圍繞如何認(rèn)知并推動“低碳混凝土”發(fā)展的主題,近日,記者采訪了劉昊。
劉昊:
發(fā)展“低碳混凝土”需要上下求索
記者:我們應(yīng)該如何理解“低碳混凝土”?
劉昊:我的思考并不成熟,更談不上系統(tǒng),作為交流,我只是表達(dá)個(gè)人的一種觀點(diǎn)。國家提出發(fā)展“低碳混凝土”,是希望推動混凝土行業(yè)綠色發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展。我們已經(jīng)看到,上海、北京等發(fā)達(dá)地區(qū)已開始為預(yù)制混凝土構(gòu)件生產(chǎn)制定能源消耗限額的地方標(biāo)準(zhǔn)。
到目前為止,“低碳混凝土”內(nèi)涵還沒有被明確界定。我們是把“低碳”當(dāng)成一個(gè)產(chǎn)品指標(biāo)還是當(dāng)作一種產(chǎn)業(yè)屬性,這非常重要。不可否認(rèn),傳統(tǒng)的混凝土有低碳的屬性,但眾所周知的是,配制混凝土最主要的膠凝材料——水泥的生產(chǎn)卻存在高碳排放。
我們可以從三個(gè)維度來討論這個(gè)問題。
一、目前我國每年生產(chǎn)30多億立方米的混凝土,如此大體量中蘊(yùn)含的水泥碳排放是巨大的,水泥的碳足跡十分清晰。我們審視混凝土的碳排放,不是單看混凝土制備的能耗來判斷,而是要把與它相關(guān)連的所有角色綜合起來做判斷,每種原材料的制造、運(yùn)輸中所排放的CO2和消耗的能量,乃至產(chǎn)業(yè)鏈中涉及的生產(chǎn)設(shè)備、配套設(shè)施的碳排放和能源消耗,都應(yīng)該清晰。
二、不能離開構(gòu)件和環(huán)境來認(rèn)識混凝土。我國地域遼闊,東南濕熱,西北高寒,混凝土在各種環(huán)境下被賦予的“角色任務(wù)”是不完全一樣的。在工程師的眼里,混凝土的性能是按需求被“設(shè)計(jì)”出來的,選擇何種材料,按照什么邏輯設(shè)計(jì)混凝土配合比,是一門學(xué)科。基于混凝土的基礎(chǔ)性能,融合環(huán)境和結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求而賦予的混凝土性能提升要求,從這個(gè)角度上講,混凝土是個(gè)特點(diǎn)鮮明、個(gè)性豐富的家族。
三、必須把混凝土的作用放到建筑中去考量,離開建筑本身討論混凝土的低碳沒有意義。換句話說,盡管混凝土具有低碳屬性,但如果建筑本身不具備綠色運(yùn)維特點(diǎn),也沒用。遺憾的是,我們國家近幾十年來建造的非常多住宅和共建項(xiàng)目,這些建筑大多數(shù)夏熱冬冷,維持它們運(yùn)行能源消耗巨大,我們更應(yīng)該思考的是混凝土建筑物在運(yùn)行中如何實(shí)現(xiàn)低碳。
記者:為什么要全面認(rèn)知混凝土?
劉昊:全面認(rèn)知混凝土才能物盡其用。我認(rèn)為,倡導(dǎo)“低碳混凝土”就應(yīng)把混凝土的價(jià)值挖掘到極致?;炷劣羞@么多優(yōu)良品質(zhì):在材料工程師眼里,它在常溫下就能水化,自然養(yǎng)護(hù)就能保證強(qiáng)度增長;在結(jié)構(gòu)工程師眼里,它結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,地球上的惡劣環(huán)境它大多都能抵抗,它抗?jié)B防火防爆性能優(yōu)良,可以被用在很多特殊要求的結(jié)構(gòu)中。在建筑師眼里,混凝土還有重要的作用,就是能塑造建筑外觀肌理,起到裝飾的作用。在歐美或日本,建筑師們喜歡用清水混凝土表現(xiàn)他們的情感,對他們來說,混凝土既是結(jié)構(gòu)骨架也是建筑外衣。
迄今為止,水泥誕生已有200多年,混凝土也已有100多年,當(dāng)下,我們對混凝土的認(rèn)知建立了豐富的理論框架和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),成功應(yīng)用案例比比皆是,但這還不夠?;炷猎诳蒲腥藛T、材料應(yīng)用工程師、結(jié)構(gòu)工程師和建筑師之間的認(rèn)知角度各不相同,這就人為地造成了缺乏對混凝土應(yīng)用性能的統(tǒng)一訴求,基于多專業(yè)間的混凝土綜合性能設(shè)計(jì)更無從談起。
當(dāng)?shù)亟ㄖ镄阅芤蠖鄻樱诮Y(jié)構(gòu)中不同位置的構(gòu)件對混凝土的性能要求也不盡相同,混凝土的多樣性正好迎合了建筑物的這一需求。如實(shí)認(rèn)知混凝土,正確設(shè)計(jì)混凝土的性能,充分發(fā)揮混凝土的特點(diǎn),精美的塑造混凝土的外形,使混凝土的使用價(jià)值達(dá)到最大化,可作為“低碳混凝土”概念的外延。
記者:混凝土的低碳如何影響建筑與工程的壽命?
劉昊:長壽命的建筑本身就是低碳的。談到“低碳混凝土”,大家都講全生命周期,但建筑的全生命周期究竟有多長?是設(shè)計(jì)壽命的50年,100年,還是建筑本身自己的壽命?鋼筋、玻璃、陶瓷、石材等這些材料在出廠時(shí),它們的生命塑造已經(jīng)定型。但混凝土不一樣,業(yè)內(nèi)人士都知曉,混凝土是有生命的。混凝土在被生產(chǎn)出來后,在一定條件下,在一定時(shí)期內(nèi),它的強(qiáng)度一直在增長,這是混凝土最大的與眾不同。對于這樣一個(gè)有“生命力”的材料,我們要從“生命”層面去認(rèn)識,才能理解混凝土,尊重混凝土,然后制造出高質(zhì)量的“低碳混凝土”?!拔飰褎t老,是謂不道,不道早已”,混凝土設(shè)計(jì)的底層邏輯其實(shí)很簡單,就是如何讓混凝土在更長的時(shí)間里持續(xù)保持強(qiáng)度增長,如何讓混凝土的生命力持續(xù)透顯,而不是在“反者道之動,弱者道之用”的規(guī)則下快速消解。從這個(gè)層面來說,混凝土壽命的設(shè)計(jì),也是從業(yè)人員對內(nèi)在生命認(rèn)知的外化。
建筑與工程的壽命與混凝土的生命力關(guān)聯(lián)極大,這是一個(gè)大課題。我們要把混凝土當(dāng)成建筑的一部分來對待。在方興未艾的建筑工業(yè)化過程中,建筑始終沒有作為一個(gè)工業(yè)產(chǎn)品來被對待,評價(jià)建筑性能的指標(biāo)系統(tǒng)也沒有按照工業(yè)化的內(nèi)在要求被建立。工業(yè)化的核心是產(chǎn)業(yè)化,在建筑產(chǎn)業(yè)鏈上,每一種建筑材料或部品部件的能耗指標(biāo)都應(yīng)該被清楚界定。對于混凝土而言,用量最大的砂石恰恰是最不具備工業(yè)化屬性,以至于砂石生產(chǎn)、運(yùn)輸過程中的能源消耗、環(huán)境影響都不能準(zhǔn)確計(jì)算。
在低碳評價(jià)中,我們面對的是整個(gè)建筑產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)鏈上每個(gè)環(huán)節(jié)都清晰地認(rèn)知和測算。但我們現(xiàn)在還不能做到這一步,因?yàn)槲覈ㄖI(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不是按照工業(yè)化的思路建立的。離開完整工業(yè)化體系去討論和評價(jià)“低碳混凝土”,只有得出片面的數(shù)據(jù)和結(jié)論。
記者:目前我國發(fā)展“低碳混凝土”,你認(rèn)為哪些環(huán)節(jié)比較薄弱?
劉昊:我們?nèi)狈Α暗吞蓟炷痢钡幕A(chǔ)研究。我們以前的研究是基于材料研究材料,基于能源研究能源,只看到了混凝土的應(yīng)用價(jià)值,而忽略了環(huán)境的代價(jià)。倡導(dǎo)低碳,前提要對環(huán)境有敬畏感。
目前,我們城市里居住建筑的結(jié)構(gòu)材料,90%以上采用的是混凝土。混凝土的應(yīng)用歷史已有幾代人,很少見到有人系統(tǒng)研究過混凝土和人的關(guān)系。除了給人提供遮風(fēng)避雨的空間,混凝土對人還有其它影響嗎?人作為生命個(gè)體,有自己的生命能量場。同理,水泥、砂石、礦物摻合料和外加劑生產(chǎn)出來的混凝土也有自己的能量場。不同的能量場之間存在相互交換和相互作用,對于人來講,由于個(gè)體質(zhì)量遠(yuǎn)小于建筑的質(zhì)量,所以人對建筑的影響遠(yuǎn)小于建筑對人的影響。從這個(gè)意義上講,混凝土與人的生命場是否和諧?我們是否清楚它們之間能量交換的邏輯?如何創(chuàng)造出對人體有益的混凝土能量場,在這方面我們的研究還沒有開始。城市熱島效應(yīng)讓我們初步認(rèn)識到了混凝土建筑對氣候環(huán)境的影響巨大,在更精微的能量和現(xiàn)象層面,去研究人-混凝土-建筑-城市-環(huán)境的相互關(guān)系,我認(rèn)為應(yīng)該是未來探索方向之一。
記者:您認(rèn)為發(fā)展“低碳混凝土”的基礎(chǔ)是什么?
劉昊:我們要有敬畏之心。面對混凝土,面對資源,面對環(huán)境,我們對它們有多敬畏,我們使用它們的時(shí)候才會有多謹(jǐn)慎,處置他們的時(shí)候才有多周到。
對于混凝土研究,我們在很多領(lǐng)域積累了大量的成果。當(dāng)下,我們?nèi)狈Φ氖谴笊鷳B(tài)理念,對“低碳混凝土”,我們需要把與它上下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的枝脈都梳理清楚,研究明白,政策的制定者、全行業(yè)和全社會達(dá)成共識。發(fā)展“低碳混凝土”,是個(gè)系統(tǒng)工程,需要以科學(xué)精神建立系統(tǒng)化認(rèn)知,需要全行業(yè)的共同探索,更需要國家以立法的形式予以確認(rèn)。
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