绿色循环低碳发展，是当今时代科技革命和产业变革的重要方向，碳达峰碳中和是事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体的战略决策，是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，建筑产业在此进程中均占有举足轻重的位置。黑龙江省作为严寒气候区的典型代表，在建筑节能领域肩负有重大使命，负有重大责任，相应成果和产业将对全国乃至全球的建筑节能起到引领作用。

技术简介

几千年来，基于“秦砖汉瓦”的中华砌文化源远流长，砌体建筑注重自然和生活协调，形成了独具特色的中国建筑体系。哈尔滨工业大学土木工程学院在砌体结构建筑领域创新基础深厚、技术领先，以哈工大教授王凤来博士领军的研发团队历经20余载，在砌体新材料研发、结构体系创新优化、装配式砌体结构建造与节能减排领域均取得了突破性成果，创立了一类装配式建造技术体系（集块），解决了装配式建筑发展的“连接”关键技术难题；创建了一套超低能耗建筑技术体系（集热），以适宜成本满足超低能耗建筑的技术要求，实现自然和谐、健康舒适和低碳运维的核心目标。两项创新技术体系均完成了工程示范，建成了可服务50万㎡的产业能力，技术安全可靠，应用优势明显，产业特色鲜明，广泛适用于城市和乡村建设，可助力实现乡村振兴和扭转“千城一面、万楼一貌”城市建设被动局面。

技术成果先后获得省科技进步一等奖等奖项5项，取得自主知识产权，已获专利授权79项（含发明16项），商标4项。王凤来教授研发团队主编或参编完成国家、团体和地方省级系列技术标准，引领了技术创新和行业应用，技术体系和产业模式已具备向全国推广复制的各项条件。同时，与相关央企建立了战略合作关系，在疫情好转后将共同打造海外产业基地，更好地服务“一带一路”国家倡议。

产品体系

王凤来教授研发团队以创新链带动产业链，高度传承凝练具有五千年的中华建筑文化，阐释了技术创新逻辑，完成了关键技术创新，构建了绿色矿山、绿色低碳建材、装配式建造服务于低碳建筑的产业链，给出了建材/建筑领域的新时代发展路线图。其产品和产业构想主要包括：

1. 提出适宜寒地的超低能耗建筑解决方案

瞄准严寒地区需求，开发了具有高效夹心保温系统、低能耗双框窗系统、新风太阳能集热系统、建筑断桥技术与构造节点，打破了德国被动式技术的束缚和发展瓶颈，以高效能源管控和间歇式可调谐补热，创新集成了成本适宜、更易推广的技术体系，形成系列专用产品，支撑配套产业发展。技术质量可靠、经济性显著，适合全国乃至全球推广应用。

2. 给出全新的装配式砌体建造与产业发展模式

有别于其他现有技术体系和产业模式，集块装配式建筑体系（PCM）开辟了一条全新技术路线。在技术层面首次实现钢筋自由可靠连接，彻底突破了国内外装配式钢筋混凝土结构钢筋连接的技术瓶颈，是唯一钢筋先连接后安装、可用任意方法、能够错位连接的技术体系，属重大技术原创；在产品层面，重构了产品线，真正意义上实现了建材产品标准化，突破了定制的产业束缚；在产业层面，充分整合利用了既有产业资源，赋能新基建，适用面更广，投入产出比最佳。

总体来看，相关技术成果开创了一条以科技创新链支撑产业链的新发展思路，主要体现在：突出解决了建筑产业中本应被广泛应用，却因受诟病和政策制约的新时代砌体结构和预制空心板重获新生的产业重大发展问题；突出解决了砌体结构建筑工业化生产、装配化建造的产业重大转型升级难题。当前，研发团队正在努力突破解决产业数字化+机器人砌筑+AI智慧建造，进而实现数字产业化提升的关键问题。

实践应用

自90年代后期，黑龙江省内几十个工程项目中陆续实践应用了上述技术成果，广泛覆盖住宅、办公楼、学校、宿舍等应用领域，工程应用规模面积已超千万㎡，其代表工程项目有28层“龙江建工办公大厦”，建筑规模2.5万㎡、高度98.9m，为世界最高的配筋砌块砌体剪力墙结构建筑，经严格工程核算各项建造支出较传统技术工艺大幅节约、环保效果突出（主体工程造价降低79.2元/㎡、用钢量降低15.7%、用工量降低12%、模板用量降低53.4%、CO2排放降低39kg/㎡）。

2020年开工建设的黑龙江省建筑职业技术学院（黑建职）格园3号宿舍楼项目上，首次实现了最新的集热超低能耗建筑解决方案与集块装配式建筑体系技术（PCM）的组合应用。该项目宿舍楼长60m、宽20m，共计6层，首层层高为3.3m、二至六层层高均为3.5m，建筑面积为6203㎡，属于典型三进深布局的宿舍楼建筑，改变了集中供暖方式，采用间歇式可调谐清洁能源补热技术，更节能低碳、更健康舒适。

该项目竖向承重结构采用PCM装配式配筋砌块砌体剪力墙、水平承重结构采用了PCM装配式预应力连续空心板楼盖，按照《黑龙江省装配式建筑装配率计算细则（试行）》的计算规则，本项目总体装配率评分可达到75分，见下表。按《装配式建筑评价标准》GB/T 51129-2017，最终计算得装配率为77%，达到国家AA级装配式建筑标准。

在本项目的集暖超低能耗建筑解决方案中，综合使用了被动式节能技术和主动式节能技术。

被动式节能技术

基础断桥：建筑地面采用挤塑板整体做保温层，除基础外全部用保温材料封闭，并与外墙保温封闭，隔断向下传热途径。

呼吸式夹心保温墙：采用保温层为250mm的呼吸式夹心保温墙，该厚度也是仅呼吸式夹心保温技术所能达到的厚度。双梁点式支承等合理的断桥技术，进一步减小能量散失。

低能耗双框窗：双层窗框，每层三层两腔，内外侧窗传热系数均达到K≤1.9，组合后达到五腔。双窗+中间空气层+电动保温窗帘=0.8W/m2·K。

全封闭屋面断桥：平屋面采用增厚保温层，坡屋面采用压型钢板夹心板保温屋面，支承结构采用低传热断桥技术。

主动式节能技术

集热新风太阳能预热蓄热系统：利用南向山墙，建设集热新风太阳能预热蓄热系统，实现采集蓄热，用于提高新风温度，降低能耗。

新风热回收系统：将排风热量回收利用，提高新风温度，降低能耗，增加新风舒适度。

能耗智能管控平台：借助计算机、通信设备、计量保护装置和传感器布设，实时数据采集用电、用水、温度和室内空气中CO2浓度，实现能源利用的监控功能，实施显示能源消耗情况数据。

此外，该项目还设有风机盘管新风补热技术、CO2空气质量检测系统、通风智能控制技术等。

该项目是在国家碳中和碳达峰的大背景下，在工程技术应用（装配化建造、超低能耗建筑）和高校建设在产学研用方面的一次有益尝试和充分实践，是黑建职“双高”建设计划（中国特色高水平高职学校）的一部分，建成后将满足建筑工程技术、楼宇智能化技术、建筑设备工程技术、给排水工程技术等专业教学、实训、科研、服务一体化需求，同时可以为广大院校绿色智慧建筑建设提供重要参考与实用解决方案，并将校园建筑变成教学体验的实训基地。

技术领军

王凤来，博士，现任哈尔滨工业大学教授、博导，国家一级注册结构工程师，全国知名结构工程专家、工程应急管理专家和文物建筑保护与利用工程专家，曾任黑龙江省建设投资集团首席科学家。