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绿色城市什么样?将建“地下世界” 消除“城市病”
2019年04月22日 08:21 来源: 重庆日报

  南滨路一市民在碧水蓝天间遛狗。(本报资料图片) 特约摄影 钟志兵

  中国工程院院士、中国人民解放军陆军工程大学教授 钱七虎

  中国工程院院士、清华大学教授 聂建国

  中国工程院外籍院士、林同棪国际工程咨询(中国)有限公司董事长 邓文中

  广联达科技股份有限公司董事、总裁 袁正刚

  ■未来城市将全力治理交通拥堵、城市内涝、垃圾围城、城市雾霾等“城市病”。充分开发利用地下空间,将城市交通、污水处理厂、商场建在城市地下,是消除“城市病”的有效手段。

  ■未来建筑将创新采用钢-混凝土组合结构,解决传统建筑的混凝土结构跨越能力受限,肥梁胖柱,材料消耗大,抗震性能不佳等缺点。

  4月21日,由中国工程院、重庆市人民政府主办的中国(重庆)建筑产业现代化高端学术论坛在渝举行。来自中国工程院的3名院士和1名业内专家,分别围绕“当前城市建设存在的问题及对策”“绿色建筑与绿色城市”“数字建筑”“科学与工程”等主题进行了专题讲座,掀起一场建筑行业的头脑风暴。

  论坛中,部分院士专家,就建设以“生态、宜居、可持续发展”为目标的绿色城市进行了分析与探讨。

  “城市病”制约绿色城市建设

  改革开放以来,我国城市建设发展日新月异,取得了令人瞩目的巨大成就。“然而在过去,我国城市注重高层建筑、大广场、宽马路的粗放发展模式,酿成了城市病。” 中国工程院院士、中国人民解放军陆军工程大学教授钱七虎认为。

  在钱七虎看来,当前“城市病”主要体现为:交通拥堵、城市内涝、垃圾围城、城市雾霾、地下水和土壤受到严重污染等。

  这些,都给绿色城市建设造成了阻碍。

  同样不容忽视的是,我国的耕地红线是18亿亩,但既有耕地已为18.8亿亩,城镇化发展正面临着无地可用的困境。这也给绿色城市建设带来了挑战。

  工程建设组织方式落后、建筑设计水平有待提高等因素带来了能耗高、资源浪费较大、环境污染严重等问题,也是一种典型的“城市病”。

  对此,中国工程院院士、清华大学教授聂建国表达了自己的担忧:我国建筑能耗占国家全部能耗的32%,建筑行业已成为国家单项能耗最大的行业;每年,我国消耗全球一半的钢铁和水泥用于建筑业,并且,水泥和钢铁的碳排放量占到总排放量的30%以上。

  此外,我国大规模的基础设施建设还产生了大量建筑垃圾。据统计,目前,全国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%-40%。

  “总的来看,当前城市建设存在品质品位有待提升、科技支撑决策不够、设计创新亟待加强等不少问题。”聂建国认为。

  开发利用地下空间发展绿色城市

  如何治理“城市病”,为绿色城市建设扫清障碍?

  钱七虎的构想是:充分开发利用地下空间。即把城市交通(地铁和轨道交通、快速路、越江和越海湾隧道)尽可能转入地下;把其他一切可以转入地下的设施,如停车库、污水处理厂、商场、餐饮、休闲娱乐和健身等设施,也尽可能建于地下。

  “这不仅仅是缓解城市建设缺地、城市交通拥堵等‘城市病’,实现土地多重利用的一种办法,也是发展绿色城市的题中之义。”钱七虎说,开发利用地下空间,可以实现“四节一环保”——节能、节地、节水、节材,减少污染,保护环境。

  譬如,地下空间为可再生和清洁能源利用,开辟了一条有效途径。太阳能、风能、潮汐能等季节性能源,可以通过地下空间来进行存储使用;地下土壤、地下水的低密度天然能源,也可以得到利用。

  就拿地源热泵技术来说,其已在欧美国家得到普遍应用。

  “目前在中国,杭州、深圳、南京等城市已开始开发地下空间,值得重庆借鉴。”钱七虎建议,重庆是山地城市,土地利用面积比平原城市少,更需要开发地下空间。尤其是,尽可能多建隧道,把城市交通转入地下。

  据他介绍,在南京,现在已建成玄武湖地下快速路;在上海,正在建造井字形地下通道,全长26公里;在深圳前海,正在规划“地下快速路+地下环路+地下车库”的三级地下车行系统。

  而在发达国家,早就进行了这方面的探索。如:1994年,美国波士顿拆除了大量的高架路,建设地下路。2007年竣工后,汽车穿越波士顿城的平均时间从19分钟缩短到3分钟;日本东京继2007年建成并通车新宿线后,目前又正在建设另一条地下线——中央环状地下快速线。

  建筑工程结构需创新

  针对建筑行业能耗高、资源浪费较大、环境污染严重等城市建设问题,聂建国建议,应在建筑工程结构方面进行创新。

  据介绍,当前,对于高层建筑、交通枢纽、桥梁隧道、地铁工程等建筑,建筑行业主要采用的工程结构有传统混凝土结构、传统钢结构和钢骨混凝土结构三种。

  聂建国表示,这三种结构都有明显的缺陷——传统建筑的混凝土结构跨越能力受限,肥梁胖柱,材料消耗大,抗震性能不佳,综合效益差;传统钢结构用钢量大,结构高度大,造价高;钢骨混凝土结构,钢结构工艺省不了,混凝土工艺更复杂,材料利用率低,施工工序复杂,质量控制难度大。

  基于此,聂建国认为,建筑工程结构的未来,应该是高性能,内涵是适用、经济、绿色、美观。这样,才有利于绿色城市建设,促进城市品质提升。

  如何才能实现建筑工程结构的高性能?聂建国的建议是:创新采用钢-混凝土组合结构,以充分发挥钢材和混凝土材料的各自优点,扬长避短,实现“1+1>2”的效果。

  聂建国的相关研究及深圳万轩楼、武昌火车站等部分应用案例表明,钢-混凝土组合结构的承载力高、刚度大、耐久性和抗震性好,能够避免或减小混凝土开裂和钢结构疲劳开裂的影响。同时,还具有环保、维护费用低、性价比高、综合效益好及预制装配、快速施工等优点。

  (本版文字均由记者黄光红、崔曜采写,图片除署名外由记者崔力摄)

  专家声音》》

  钱七虎:

  重庆可建地下物流系统

  让商品通过地下管道“流入”家中

  “如今,网购发达了,快递物流给城市交通增加了很多压力。重庆要解决这个问题,可以直接建地下物流系统。”中国工程院院士、中国人民解放军陆军工程大学教授钱七虎建议。

  按照钱七虎的想法,地下物流系统简单来说就是一个连接居民楼或生活小区的地下管道。人们购买商品只需要点一下鼠标,所有商品就像自来水一样通过地下管道“流入”家中。

  当然,这个物流系统还离不开数据的驱动。这就需要一个智慧化的平台,基于订单量、路区坐标等参数以及传送时间、配送半径等约束条件,寻找最优的配送路径。

  这样的畅想并不是空想,在国外已有实践。

  据钱七虎介绍,瑞士的货物运输成本很高,每天因交通拥堵造成的损失高达12亿瑞士法郎。为此,瑞士规划了CST系统(货物地下运输系统),总长80公里,直接连接了10个主要物流中心,并且与公交、铁路、水运和航空网络连接,提高了运输效率。

  聂建国:

  钢-混凝土组合结构成新选择

  随着现代工业技术的发展,建造房屋可以像机器生产那样,成批成套地制造,只要把预制好的房屋构件,运到工地装配起来就成了。与现浇整体式建筑相比,装配式建筑具有速度快、受气候条件制约小、产生的建筑垃圾少等优点。

  目前,装配式建筑在欧美和日本等发达国家已发展得相对成熟,但在我国却存在诸多问题。

  中国工程院院士、清华大学教授聂建国把这些问题概括为:追求装配率,为装配而装配,造价大幅上升,工期延长,抗震性能、耐久性和安全性堪忧。同时,设计水平亟待提高,主要表现为:部件标准化水平低、工厂制作工艺复杂,制作成本高;钢管柱不灌混凝土,造成用钢量增大、刚度小,抗灾能力差;连接技术滞后,致使钢筋套筒灌浆连接成本高,质量堪忧。

  因此,在聂建国看来,发展装配式建筑,需要发展适合于装配式建筑的结构体系和相关连接构造,而钢-混凝土组合结构可以提供合理的选择。

  “譬如,盖楼的时候,楼板可优先选择混凝土叠合楼板。”聂建国说,这种楼板构造简单,堆放运输方便,安装便捷,质量可控性好。同时,性能与整浇混凝土楼板等同。

  邓文中:

  要把工程当成一门艺术去打造

  “工程的目的是为人建造生活需要的物品,它是一门艺术,与科学是有区别的。”论坛上,中国工程院外籍院士、林同棪国际工程咨询(中国)有限公司董事长邓文中谈及科学与工程时如是说。

  他认为,科学只有对不对,没有好不好;艺术没有对不对,只有好不好。譬如,由林同棪国际工程咨询(中国)有限公司设计的重庆东水门大桥,原有的设计是四车道,通轻轨。建成后,实现了原来的设计,科学上无所质疑。“但从艺术的角度来说,有些人喜欢这样的设计,有些人不喜欢,就不能说谁对谁错了。不过,幸运的是大部分市民都喜欢这座桥!”

  同时,科学、工程又与技术、数学相关联,组成“四元论”。其中,科学是基础,技术是手段,工程是应用,数学是表达。

  值得注意的是,四者虽相互关联,却不能混为一谈。工程并不是单纯的科学应用或者技术应用,也不是相关技术的简单堆砌和剪贴拼凑,而是科学要素、技术要素、经济要素、管理要素等多要素的集成、选择和优化。

  袁正刚:

  用“数字建筑”助力建筑业转型升级

  “当前,我国建筑行业信息化存在不少问题。尤其是,信息化与业务‘两张皮’现象比较突出。而发展‘数字建筑’,有助于解决这方面的问题,助力建筑业转型升级。”广联达科技股份有限公司董事、总裁袁正刚建议。

  在袁正刚看来,“两张皮”现象具体表现是:信息化以技术为目的,没有与业务相结合。业务部门参与程度弱,决策层不重视不关注信息化建设。 更严重的是,目前建筑企业普遍使用的ERP(企业资源计划)系统存在不少问题。例如,系统以产品为主,不是以项目为主,偏向于稳定的流程与业务,不能适应灵活多变的建筑企业和项目组织。

  而作为建筑产业转型升级的核心引擎,“数字建筑”由BIM(建筑信息模型化)、云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等数字技术引领,并结合精益建造理论方法,集成了人员、流程、数据、技术和业务系统。由此,可实现建筑全过程、全要素、全参与方的数字化、在线化、智能化,构建项目、企业、产业的平台生态新体系,从而推动以新设计、新建造、新运维为代表的产业升级,实现让每一个工程项目成功的产业目标。

  “数字建筑”已经有了应用,比如贵州的“住建云”系统,已建立各类数据表近400张,采集数据总量1579余万条,完成“企业”“人员”“项目”三大核心数据资源的建库工作,促进了行业数据的集聚、融通。

编辑: 陶玉莲
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