綠色居住建筑全生命周期碳排放研究

【摘 ?要】建筑是為滿足人類生產(chǎn)和生活所需的物質(zhì)和精神而創(chuàng)造的空間，在人類生活的重要組成部分中扮演著重要的角色。但工業(yè)革命以來，隨著人類對自然的逐漸征服，無節(jié)制的開發(fā)建設(shè)給自然帶來沉重負擔。近年來，各國政府頒布了有關(guān)處理環(huán)境問題的指示，包括環(huán)境友好型建筑的行動計劃和評估制度，旨在促進環(huán)境友好型建筑和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)建筑節(jié)能減排目標。本文在總結(jié)前人對生態(tài)平衡、綠色建筑和CO2排放測量研究成果的基礎(chǔ)上，探討了當前綠色建筑評價和CO2排放測量研究中存在的問題。

【關(guān)鍵詞】綠色建筑;生命周期;碳排放;節(jié)能減排

Abstract：Architecture is a material space created to meet the material needs of human production and life as well as the spiritual needs of belief and aesthetics，which is an important part of human life. However，since the industrial revolution，man's ability to conquer nature has been continuously improved，and uncontrolled development and construction has brought heavy burden to nature. In recent years，the governments of all countries have issued corresponding policies to deal with environmental problems，including the action plan and evaluation system of green buildings，aiming at promoting the development of green buildings and related technologies，in order to achieve the goals of energy conservation and emission reduction from the perspective of buildings. Based on the previous research results of life cycle assessment，green building and carbon emission measurement，this paper studies the current problems of green building assessment and carbon emission measurement.

Key words：green building;Life cycle;Carbon emissions;conserve energy，reduce emissions;

引言

綠色建筑的發(fā)展不僅僅代表了建筑建造方式和設(shè)計理念的更迭，也是改變了人們的日常生活居住條件、生活理念和生活方式，從過去追求奢華舒適，轉(zhuǎn)變?yōu)榕c自然和諧的清潔、高效、環(huán)保的生活環(huán)境[1]。隨著建筑的材料、設(shè)計和風格的變化，建筑建造成本的逐步增加某種意義上已經(jīng)開始制約我國綠色建筑的發(fā)展趨勢。高昂的成本意味著綠色建筑等同于奢華，讓普通消費者望而卻步，綠色建筑開發(fā)商的發(fā)展也逐漸偏離了低碳環(huán)保的本質(zhì)[3]。

目前，雖然我國的綠色建筑經(jīng)濟或影響評價體系已經(jīng)形成，但與國外發(fā)達國家相比，我國的綠色建筑評價方法還處于相對初級的階段，其研究資料多為一些定性分析的資料，缺乏系統(tǒng)、全面的綠色建筑評價體系[5]。此外，我國綠色建筑的成本效益評估體系沒有考慮碳排放，忽視了綠色建筑發(fā)展的初衷。本文充分考慮了綠色建筑的碳排放，基于全生命周期衡量碳排放，更全面衡量綠色建筑的真實價值，為其評價體系的應用提供了有效的參考[7]。

本文在國內(nèi)外相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，參考前人的研究成果，對全生命周期的碳排放模型計算和構(gòu)建方法進行總結(jié)和識別。通過計算建筑全生命周期的二氧化碳排放量，對綠色建筑的碳排放量進行分析比較并采取合理的碳減排措施[12]。

1 綠色建筑生命周期與碳排放計量相關(guān)理論

1.1 綠色建筑的基本含義

建筑設(shè)計的概念和目的已經(jīng)從最初的防風、防雨、抵御惡劣的自然環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)展一年四季環(huán)境宜人的建筑。人們享受現(xiàn)代科技帶來的舒適，并開始逐漸對建筑產(chǎn)生的環(huán)境的影響和破壞進行反思。[10]所謂綠色建筑，就是在規(guī)劃和設(shè)計當中，注重、保護和利用周邊環(huán)境因素，采用對環(huán)境負擔較小的施工工藝及工序，同時在營運期為使用者提供足夠綠色舒適、低消耗、無害化的空間，拆除后，將整體的環(huán)境影響及風險降至最低。通過減少建筑全生命周期中資源和能源的消耗流失，以及減少過程中各種廢棄物的總量，從而實現(xiàn)建筑與自然的共存的目標。

1.1.1 我國綠色建筑發(fā)展現(xiàn)狀

2005年和2006年，我國先后出臺的《綠色建筑技術(shù)導則》和《綠色建筑評價標準》標志著我國綠色建筑評價體系的建立，綠色建筑開始運行[4]。綠色建筑的概念逐步為社會所了解和接受，隨著房地產(chǎn)“黃金十年”的到來，相關(guān)理念亦得到長足的發(fā)展?？偟膩碚f，我國綠色建筑發(fā)展的現(xiàn)狀才剛剛開始，相信我國經(jīng)濟、社會和綠色建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將逐步改善面臨的問題。此外，還要確保我國具有一定的后發(fā)優(yōu)勢，通過參照發(fā)達國家的歷史、錯誤及經(jīng)驗教訓，從最初便以可持續(xù)發(fā)展為核心理念理解和發(fā)展綠色建筑，在發(fā)展過程中聚集優(yōu)質(zhì)資源 [6]。

1.2全生命周期建筑理論

1.2.1 全生命周期評價的概念和方法

生命周期的定義為產(chǎn)品從物料生產(chǎn)到消亡過程的完整時間跨度，包括從原材料采購、生產(chǎn)到使用、處置的全過程[9]。基于這一概念，生命周期評價（LCA）作為一種基于產(chǎn)品整個生命周期的物質(zhì)、能量和環(huán)境污染的輸入或輸出流的環(huán)境影響評價方法應運而生。在眾多的環(huán)境評價方法中，生態(tài)平衡法以其良好的規(guī)范性、科學性和可行性成為應用最為廣泛的方法。生態(tài)平衡的應用已經(jīng)有很多案例，它們經(jīng)常被用于生產(chǎn)戰(zhàn)略規(guī)劃中，為產(chǎn)品改進提供決策依據(jù)。生命周期評價方法的技術(shù)過程的框架如圖1所示。

（1）目標與范圍的確定（Goal and Scope Definition）。也就是說，根據(jù)評價對象的特征，確定評價的目標和范圍。作為LCA方法的出發(fā)點，其決定了整體工作及最后結(jié)論的發(fā)展與形成。隨著后續(xù)工作的展開，收集到的評價目標相關(guān)數(shù)據(jù)和信息逐漸詳細，評價目標和范圍亦會在其基礎(chǔ)上發(fā)生變化。

（2）生命周期清單分析（Life Cycle Inventory，LCI）。這意味著對評價對象某一特定領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)據(jù)進行分析、整理和收集，并以“物流”和“能流”的形式表達產(chǎn)品在整個生命周期內(nèi)的原材料消耗、能耗和性能，這是進一步措施的基礎(chǔ)。

（3）生命周期影響評價（Life Cycle Impact Assessment，LCIA）。在生命周期清單分析的基礎(chǔ)上，對每一種前階段內(nèi)確定的物流及能流的環(huán)境影響進行計算、分析和評價，并提供定量和定性的描述。在確定了將要進行分析的清單之后，對其進行分類、總結(jié)及標準化計算，從而方便根據(jù)工作要求選擇需要評價的環(huán)境影響分類。

（4）生命周期解釋（Life Cycle Interpretation）。本階段將對前一階段工作進行系統(tǒng)性梳理，對產(chǎn)品全生命周期的環(huán)境影響做出統(tǒng)一總結(jié)，列出相關(guān)的改進措施及可能性，并最終形成針對當前目標及范圍的、具有較高可執(zhí)行性和參考價值的報告。

2 綠色建筑全生命周期減碳策略

在建筑設(shè)計的早期階段，設(shè)計的過程可以提供足夠可靠的反饋信息。在設(shè)計反饋的連續(xù)循環(huán)中不斷進行深化和優(yōu)化設(shè)計，從而實現(xiàn)真正的綠色建筑設(shè)計。低碳設(shè)計整體減碳可采用如下五個方面的建議：（1）優(yōu)化利用太陽和日光;（2）冬季防風和夏季通風;（3）優(yōu)化建筑造型和平面布置;（4）住宅結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計;（5）其他節(jié)能設(shè)計。鑒于施工期和生產(chǎn)期碳排放比例較高，施工期應進行總量控制，越是在早期設(shè)定環(huán)保、環(huán)保建設(shè)的初衷，就越有可能在規(guī)劃階段，通過使用高效的冷卻和加熱設(shè)備來改善建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱性能。在盡量減少建筑整體使用能耗的基礎(chǔ)上，在建筑內(nèi)部設(shè)置適當且符合使用習慣的能源管理系統(tǒng)，并輔以可再生能源的使用技術(shù)，從而最大程度上降低綠色建筑營運期能耗。建筑全周期范圍內(nèi)，可采取減少建筑材料生產(chǎn)階段的二氧化碳排放，減少規(guī)劃階段的建筑材料消耗，減少建筑材料運輸階段的能源消耗等方式降低整體環(huán)境影響。因此，發(fā)展和推動低能耗的環(huán)保型建筑材料亦顯得尤為重要。此外，市場資源是促進綠色建筑發(fā)展、提高市民節(jié)能環(huán)保意識的最有效手段。民用建筑節(jié)能減排可以依托現(xiàn)有碳排放交易市場。當前情況下，民用建筑特別是住宅建筑的環(huán)保責任主體及交易問題比較混亂，民用建筑碳交易尚無法在全國范圍內(nèi)大規(guī)模實施。2019年4月9日，國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布計算標準《建筑碳排放計算標準》，編號為GB/T51366-2019，自2019年12月1日起實施，為建筑碳排放權(quán)交易應用和推廣奠定了堅實的基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

為應對全球氣候變化、資源能源短缺和生態(tài)環(huán)境惡化的挑戰(zhàn)，人類遵循碳循環(huán)理念，以低碳為導向，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，使低碳綠色建筑深入人心。綠色建筑帶來的不僅是建筑本身和觀念的改變，更是對人們生活條件、生活觀念和生活方式的改變。從過去追求奢華舒適到清潔高效、環(huán)保宜居，自然和諧相處的環(huán)境。隨著建筑材料、設(shè)計和風格的變化，建筑成本的增加在一定程度上制約了我國綠色建筑的發(fā)展。定量分析綠色建筑的成本效益，還原綠色建筑的真實成本是很有必要的。因此，本文從整個生命周期的角度出發(fā)，首先介紹了綠色建筑生命周期和二氧化碳排放測量的相關(guān)理論，然后以生命周期評價理論為基礎(chǔ)，在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，闡明了綠色建筑全生命周期減碳策略。該策略給周期性二氧化碳排放的量化指標構(gòu)成了基礎(chǔ)，但在一些領(lǐng)域還需要改進和完善。

參考文獻：

[1]郭而郛，崔雅楠，王瀛，曹晨.綠色居住建筑全生命周期碳排放研究[J].中國建材科技，2017，26（05）：9-12+15.

[2]賈珍.某綠色建筑的全生命周期碳排放研究[J].建設(shè)科技，2016（17）：78-81.

[3]郭春梅，劉清華，李勝英.基于綠色建筑評價體系的綠色建筑全生命周期碳排放核算模型構(gòu)建與實例分析[J].綠色建筑，2019，11（05）：13-18.

[4]鄭立紅，馮春善.綠色建筑全生命周期碳排放核算及節(jié)能減排效益分析——以天津某辦公建筑為例[J].動感（生態(tài)城市與綠色建筑），2014（03）：60-62.

[5]郭春梅，劉清華，李勝英.基于綠色建筑評價體系的綠色建筑全生命周期碳排放核算模型構(gòu)建與實例分析[J].綠色建筑，2019，11（05）：13-18.

[6]梁宇. 綠色環(huán)保低碳節(jié)能建筑設(shè)計應用及探討[J]. 裝飾裝修天地，2020（15）：121.

[7]高雪松. 綠色低碳建筑裝飾材料的環(huán)保設(shè)計探究[J]. 湖北農(nóng)機化，2019（24）：63. DOI：10.3969/j.issn.1009-1440.2019.24.058.

[8]劉福棟. 綠色建筑全生命周期的項目管理模式研究[J]. 建材發(fā)展導向（上），2019，17（11）：339. DOI：10.3969/j.issn.1672-1675.2019.11.321.

[9]彭堂峰. 綠色建筑全生命周期增量成本與效益分析[J]. 四川水泥，2017（5）：135. DOI：10.3969/j.issn.1007-6344.2017.05.124.

[10]彭紅杏. 低碳建筑的發(fā)展與研究[C]. //第十六屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學術(shù)研討會論文集. 2016：1617-1621.

作者簡介：

張藝凡（1994-），女，工學碩士，助理工程師，從事環(huán)境影響評價工作。

（作者單位：中船第九設(shè)計研究院工程有限公司）