Kết cấu thép: Trụ cột cốt lõi của quá trình chuyển đổi xanh của ngành xây dựng và là nhà cung cấp các giải pháp carbon thấp toàn diện
Được hướng dẫn bởi các mục tiêu"carbon kép" , quá trình chuyển đổi xanh của ngành xây dựng đã trở thành một xu hướng tất yếu, với "xây dựng carbon thấp, vận hành carbon thấp và tái chế" nổi lên như những chỉ số chính để đo lường giá trị của tòa nhà. Với đặc tính carbon thấp trong suốt vòng đời, kết cấu thép thực hiện khái niệm phát triển xanh trong toàn bộ quá trình từ sản xuất và xây dựng đến vận hành và phá dỡ, đóng vai trò là động lực cốt lõi cho quá trình chuyển đổi xanh của ngành xây dựng. Chúng không chỉ giữ lại những ưu điểm về an toàn và hiệu quả cao vốn có của các kết cấu xây dựng truyền thống mà còn, với giá trị carbon thấp đáng kể của chúng, cung cấp các giải pháp xây dựng carbon thấp toàn diện cho nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất công nghiệp, kho bãi và hậu cần, các dự án phúc lợi công cộng và phục hồi nông thôn, giúp các ngành công nghiệp thuộc mọi loại đạt được các mục tiêu phát triển xanh của họ.
I. Ưu điểm carbon thấp trong toàn bộ quá trình: Xây dựng một vòng lặp khép kín về giá trị xanh cho xây dựng
1. Sản xuất carbon thấp: Kiểm soát khí thải tại nguồn, tiết kiệm năng lượng và hiệu quả cao
Sản xuất kết cấu thép áp dụng các hoạt động dây chuyền lắp ráp công nghiệp, dựa vào nguồn cung cấp năng lượng sạch và thiết bị sản xuất hiệu quả cao để giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng sản xuất. Dữ liệu cho thấy mức tiêu thụ năng lượng trong quá trình sản xuất kết cấu thép chỉ bằng 45% so với kết cấu bê tông và việc sản xuất 1 tấn linh kiện kết cấu thép làm giảm lượng khí thải carbon khoảng 0,8 tấn so với các linh kiện bê tông. Trong khi đó, các phế liệu còn lại được tạo ra trong quá trình sản xuất thép có thể được tái chế và tái sử dụng 100%, không có chất thải công nghiệp nào được thải ra. Việc lựa chọn thép cường độ cao làm giảm mức tiêu thụ vật liệu, giảm hơn nữa lượng khí thải carbon của giai đoạn sản xuất và đạt được việc kiểm soát khí thải carbon tại nguồn.
2. Xây dựng xanh: Tiêu thụ thấp, ít xáo trộn và thân thiện với môi trường
Áp dụng chế độ xây dựng của "tiền chế tại nhà máy + vận hành khô tại chỗ", việc xây dựng kết cấu thép tại chỗ loại bỏ sự cần thiết của công việc ướt như đổ và bảo dưỡng bê tông, giảm bụi, tiếng ồn và ô nhiễm nước thải trong quá trình xây dựng. Chất thải xây dựng được tạo ra chỉ chiếm 10%–15% so với chất thải từ các kết cấu bê tông và tất cả đều có thể tái chế. Tiếng ồn xây dựng giảm hơn 50 decibel so với các tòa nhà truyền thống, gây ra tác động tối thiểu đến cuộc sống của cư dân xung quanh và môi trường sinh thái. Đối với một dự án tòa nhà văn phòng kết cấu thép ở khu vực trung tâm của thành phố, nồng độ PM2.5 xung quanh trong quá trình xây dựng đã giảm 60% so với các dự án xây dựng truyền thống, đạt được sự chung sống hài hòa giữa xây dựng xanh và môi trường đô thị.
3. Vận hành carbon thấp: Tiết kiệm năng lượng, giảm tiêu thụ và cải thiện hiệu quả lâu dài
Kết hợp với các vật liệu bao che cách nhiệt kiểu mới (chẳng hạn như tấm panel sandwich polyurethane và tấm cách nhiệt chân không), các tòa nhà kết cấu thép có thể đạt được độ dẫn nhiệt thấp tới 0,022W/(m·K), cắt giảm mức tiêu thụ năng lượng sưởi ấm và làm mát từ 35%–45% so với các tòa nhà bê tông. Trong khi đó, kết cấu mái thông thường của các tòa nhà thép tạo điều kiện cho việc tích hợp các thiết bị năng lượng mới như tấm pin mặt trời và máy nước nóng năng lượng mặt trời, cho phép tòa nhà tự cung cấp năng lượng. Lấy mái của một xưởng kết cấu thép 10.000 ㎡ làm ví dụ: sau khi lắp đặt các tấm pin mặt trời, sản lượng điện hàng năm có thể đạt 9–10 triệu kWh, đáp ứng 30%–40% nhu cầu điện của xưởng và giảm lượng khí thải carbon 700–800 tấn hàng năm, mang lại những lợi ích vận hành carbon thấp đáng kể trong dài hạn.
4. Tái chế: Giảm carbon vào cuối vòng đời và tăng cường giá trị tài nguyên
Thép là vật liệu xây dựng chính duy nhất có thể tái chế và tái sử dụng 100%. Sau khi một tòa nhà kết cấu thép bị phá dỡ, các bộ phận của nó có thể được tái chế và đưa trở lại sử dụng, với giá trị tái chế từ 70%–80% chi phí vật liệu ban đầu. Điều này tránh được vấn đề tích tụ chất thải xây dựng lớn sau khi phá dỡ các tòa nhà truyền thống. Theo ước tính, việc phá dỡ một tòa nhà kết cấu thép 10.000 ㎡ có thể giảm lượng xả thải chất thải xây dựng khoảng 2.000 tấn và lượng khí thải carbon khoảng 500 tấn, hiện thực hóa việc tái chế tài nguyên và giảm carbon vào cuối vòng đời trong suốt vòng đời của tòa nhà, phù hợp với khái niệm phát triển bền vững.
II. Các giải pháp carbon thấp theo kịch bản cụ thể: Điều chỉnh chính xác theo nhu cầu xanh trong các lĩnh vực khác nhau
1. Kịch bản công nghiệp xanh: Không gian sản xuất carbon thấp và có khả năng thích ứng cao
Để đáp ứng nhu cầu sản xuất xanh của các doanh nghiệp công nghiệp, chúng tôi cung cấp "carbon thấp + khả năng thích ứng cao" các giải pháp xưởng kết cấu thép. Thép cường độ cao được sử dụng để giảm tiêu thụ linh kiện và mái nhà tích hợp quang điện được áp dụng để đạt được khả năng tự cung cấp năng lượng. Được trang bị hệ thống thông gió thông minh và thu hồi nhiệt thải, các giải pháp này làm giảm mức tiêu thụ năng lượng sản xuất. Các xưởng có thiết kế không cột nhịp lớn để tối ưu hóa bố cục không gian và cải thiện hiệu quả sản xuất. Sau khi áp dụng giải pháp này, một doanh nghiệp sản xuất phụ tùng ô tô đã giảm chi phí điện xưởng hàng năm 30% và lượng khí thải carbon 40%, đạt được danh hiệu "Nhà máy xanh".
2. Kịch bản hậu cần thông minh: Không gian kho bãi carbon thấp và doanh thu cao
Chúng tôi tùy chỉnh các nhà kho hậu cần kết cấu thép thông minh và carbon thấp, áp dụng thiết kế kết cấu thép nhẹ để giảm trọng lượng tự thân của tòa nhà và cắt giảm mức tiêu thụ năng lượng liên quan đến nền móng. Mái nhà được trang bị các dải chiếu sáng ban ngày và quạt thông gió thông minh để đạt được ánh sáng và thông gió tự nhiên, giảm mức tiêu thụ năng lượng chiếu sáng và thông gió hơn 30%. Bố cục bên trong sử dụng giá đỡ lưu trữ tự động để tăng sức chứa và giảm diện tích chiếm dụng đất. Trong khi đó, các cơ sở carbon thấp như khu vực sạc xe nâng điện và hệ thống thu gom nước mưa được tích hợp để giảm toàn diện lượng khí thải carbon trong quá trình vận hành kho bãi hậu cần. Sau khi triển khai giải pháp này, một khu hậu cần thương mại điện tử đã giảm lượng khí thải carbon trên một đơn vị hàng hóa được lưu trữ 55%, đạt được những cải thiện kép về hiệu quả hoạt động và lợi ích môi trường.
3. Kịch bản phúc lợi công cộng xanh: Không gian công cộng carbon thấp, an toàn và thoải mái
Đối với các dự án phúc lợi công cộng như trường học, bệnh viện và trung tâm dịch vụ cộng đồng, chúng tôi cung cấp "carbon thấp + an toàn + thoải mái" các giải pháp kết cấu thép. Thiết kế kết cấu thép đáp ứng các yêu cầu cấp độ địa chấn 8–9 để đảm bảo an toàn cho tòa nhà. Kết hợp với hệ thống bao che cách âm, giảm tiếng ồn và cách nhiệt, các giải pháp này tăng cường sự thoải mái trong nhà đồng thời giảm tiêu thụ năng lượng. Thời gian xây dựng ngắn giúp giảm thiểu tác động đến môi trường công cộng xung quanh. Sau khi áp dụng giải pháp này, một dự án khuôn viên xanh đã giảm mức tiêu thụ năng lượng sưởi ấm và làm mát hàng năm của các tòa nhà giảng dạy 42%, cung cấp cho sinh viên một môi trường học tập thoải mái và thân thiện với môi trường và trở thành một dự án trình diễn cho các tòa nhà phúc lợi công cộng xanh trong khu vực.
4. Kịch bản nông thôn sinh thái: Các giải pháp carbon thấp thích ứng với nhu cầu phát triển nông thôn
Đối với các dự án phục hồi nông thôn, chúng tôi tung ra "carbon thấp + chi phí thấp + sinh thái" các giải pháp kết cấu thép, bao gồm các định dạng kinh doanh đa dạng như nhà nghỉ nông thôn, xưởng chế biến sản phẩm nông nghiệp và thính phòng văn hóa nông thôn. Các linh kiện kết cấu thép nhẹ được sản xuất tại địa phương được sử dụng để giảm tiêu thụ năng lượng và chi phí vận chuyển. Thiết kế bên ngoài kết hợp các yếu tố nông thôn địa phương, đạt được sự tích hợp tự nhiên với môi trường sinh thái xung quanh. Được trang bị các cơ sở sinh thái như hệ thống cung cấp nước năng lượng mặt trời và thu gom nước mưa, các giải pháp này hiện thực hóa hoạt động carbon thấp của các tòa nhà nông thôn. Sau khi áp dụng giải pháp này, một dự án nhà nghỉ nông thôn đã giảm mức tiêu thụ năng lượng hoạt động hàng năm 38%. Với các đặc điểm xanh và sinh thái của nó, nó đã thu hút một số lượng lớn khách du lịch và thúc đẩy sự phát triển của du lịch nông thôn địa phương.
III. Đổi mới công nghệ carbon thấp: Trao quyền nâng cấp giá trị xanh
1. Ứng dụng thép carbon thấp kiểu mới: Nâng cao hiệu suất carbon thấp của vật liệu
Chúng tôi tích cực nghiên cứu, phát triển và ứng dụng các sản phẩm thép carbon thấp kiểu mới như thép tái chế và thép hợp kim thấp cường độ cao. Thép tái chế được sản xuất bằng cách tái chế thép phế liệu, giảm mức tiêu thụ năng lượng sản xuất hơn 75% và lượng khí thải carbon 80% so với thép nguyên chất. Trên cơ sở đảm bảo độ bền kết cấu, thép hợp kim thấp cường độ cao có thể giảm mức tiêu thụ vật liệu từ 20%–30%, giảm hơn nữa lượng khí thải carbon trong suốt vòng đời của tòa nhà. Hiện tại, thép carbon thấp kiểu mới đã được ứng dụng rộng rãi trong các dự án kết cấu thép khác nhau, đạt được việc nâng cấp carbon thấp ở cấp độ vật liệu.
2. Công nghệ chống ăn mòn và cách nhiệt carbon thấp: Kéo dài tuổi thọ và giảm tiêu thụ năng lượng
Chúng tôi đổi mới áp dụng các lớp phủ chống ăn mòn thân thiện với môi trường và công nghệ cách nhiệt hiệu quả cao để nâng cao hiệu suất carbon thấp của các tòa nhà kết cấu thép. Lớp phủ chống ăn mòn gốc nước thân thiện với môi trường không phát ra các chất độc hại dễ bay hơi, giảm lượng khí thải carbon hơn 30% so với các lớp phủ gốc dung môi truyền thống. Tấm cách nhiệt chân không hiệu quả cao làm tăng gấp đôi hiệu suất cách nhiệt của vật liệu cách nhiệt truyền thống, có thể giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng sưởi ấm và làm mát của tòa nhà. Trong khi đó, sự kết hợp tối ưu của công nghệ chống ăn mòn và cách nhiệt kéo dài tuổi thọ của kết cấu thép, giảm lượng khí thải carbon do cải tạo và tái thiết tòa nhà.
3. Công nghệ quản lý và kiểm soát carbon thấp kỹ thuật số: Tối ưu hóa chính xác các lợi ích carbon thấp
Chúng tôi giới thiệu một hệ thống quản lý và kiểm soát carbon thấp kỹ thuật số, sử dụng công nghệ BIM để xây dựng một mô hình carbon thấp của tòa nhà để tính toán chính xác lượng khí thải carbon trong suốt vòng đời của tòa nhà. Trong giai đoạn xây dựng, dữ liệu tiêu thụ năng lượng và phát thải carbon được theo dõi theo thời gian thực để tối ưu hóa kế hoạch xây dựng và giảm lượng khí thải carbon. Trong giai đoạn vận hành, thiết bị giám sát thông minh được sử dụng để theo dõi mức tiêu thụ năng lượng của tòa nhà theo thời gian thực, tự động điều chỉnh trạng thái hoạt động của các hệ thống như thông gió và chiếu sáng để đạt được sự tối ưu hóa chính xác các lợi ích carbon thấp. Công nghệ quản lý và kiểm soát carbon thấp kỹ thuật số làm cho giá trị carbon thấp của các tòa nhà kết cấu thép có thể định lượng và tối ưu hóa được, tăng cường hơn nữa hiệu quả của quá trình chuyển đổi xanh.
