基于CEC與CCE指標(biāo)的某綠色建筑節(jié)能性能評(píng)價(jià)

杜喜軍

（中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司 北京 100040）

1 前言

自住建部發(fā)布新版《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB／T 50318—2019）以來(lái)[1]，我國(guó)對(duì)于綠色建筑的評(píng)價(jià)工作開(kāi)始執(zhí)行新的技術(shù)路線，即評(píng)價(jià)由偏重于綠建技術(shù)的新穎性、多樣性到注重綠建技術(shù)的實(shí)際節(jié)能性能[2－3]。然而，當(dāng)前綠色建筑節(jié)能性能評(píng)價(jià)體系當(dāng)中仍然缺乏可將全生命周期碳排放量與綠色技術(shù)措施投資增量綜合考慮的衡量指標(biāo)，導(dǎo)致部分實(shí)際應(yīng)用時(shí)初投資大、能耗降低有限和投入產(chǎn)出比不高的綠色建筑技術(shù)卻在現(xiàn)有評(píng)價(jià)體系當(dāng)中獲得較高分值。

針對(duì)上述問(wèn)題，本文給出綠色建筑節(jié)能性能評(píng)價(jià)的新指標(biāo)：?jiǎn)挝幻娣e碳減排量成本積（CEC）和單位碳減排量成本（CCE）。這兩項(xiàng)指標(biāo)可在新的標(biāo)準(zhǔn)體系下為綠色建筑的投資、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和評(píng)價(jià)工作提供參考。

2 依托項(xiàng)目簡(jiǎn)介

某大廈南配樓，共3層，建筑面積7 597 m2，以樓體變形縫為界，西側(cè)為某企業(yè)辦公樓，東側(cè)為某政府信訪綜合辦公樓。由某集團(tuán)可研、投資、設(shè)計(jì)、施工、使用和運(yùn)維，并進(jìn)行后續(xù)研究。該建筑雖然體量較小，但在集團(tuán)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了“投、設(shè)、施、用、管、研”的建筑行業(yè)理想工作流程。以該建筑為依托，進(jìn)行綠色建筑節(jié)能性能評(píng)價(jià)，具有較好的示范作用，見(jiàn)圖1。

圖1 某大廈南配樓效果圖

3 綠色建筑節(jié)能性能評(píng)價(jià)新指標(biāo)

3．1 單位面積碳排放成本積（CEC）

參與建筑工程項(xiàng)目建設(shè)的各主體有不同的利益訴求。比如，投資方和施工單位更關(guān)注因采用綠色建筑技術(shù)增加的投資，設(shè)計(jì)單位更關(guān)注實(shí)際運(yùn)行效果，而使用單位和物業(yè)管理單位更關(guān)注運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。綜合考慮各方利益，并根據(jù)國(guó)家為應(yīng)對(duì)全球氣候變化的挑戰(zhàn)而推動(dòng)綠色建筑技術(shù)應(yīng)用的初衷，綠色建筑建設(shè)追求的根本目標(biāo)應(yīng)該是利用盡可能少的資源達(dá)到盡可能低的能耗和碳排放量[4－7]。

因此，本文提出單位面積碳排放成本積指標(biāo)對(duì)綠色建筑節(jié)能性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，該指標(biāo)的定義式為：

式中：CEC為單位面積碳排放成本積，即單位面積建筑物的碳排放量與初投資的乘積，t·CNY／m2；CEi為綠色建筑項(xiàng)目建設(shè)第i階段的碳排放量，t；Sj為建筑物各個(gè)部分（可以采用不同的系統(tǒng)）的建筑面積，m2；Ci為第 i階段的現(xiàn)值貨幣消耗量，CNY；Ec為當(dāng)?shù)毓?yīng)商經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；Ep為當(dāng)?shù)貙＜医?jīng)驗(yàn)系數(shù)。相關(guān)參數(shù)計(jì)算參照《民用建筑綠色性能計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ／T 449—2018）進(jìn)行。CEC指標(biāo)可有效綜合反映綠色技術(shù)方案成本和碳排放量高低，在方案比選中，CEC指標(biāo)數(shù)值比較小的技術(shù)方案更有優(yōu)勢(shì)。

3．2 單位碳減排量成本（CCE）

在進(jìn)行綠色建筑技術(shù)投資決策時(shí)，單位面積碳排放成本積（CEC）指標(biāo)在反映投入產(chǎn)出比方面仍顯不夠直觀，可采用單位碳減排量成本（CCE）指標(biāo)進(jìn)行決策。該指標(biāo)的定義式公式（2），其含義簡(jiǎn)要描述為在所評(píng)價(jià)的綠色建筑中每減排一噸二氧化碳所花費(fèi)的成本金額。

式中：CCE 為單位碳減排量成本，CNY／t；CEg，i為綠色技術(shù)方案的碳排放量，t；CEt，i為傳統(tǒng)技術(shù)方案的碳排放量，t；Cg，i和 Ct，i分別為綠色和傳統(tǒng)技術(shù)方案所需的現(xiàn)值貨幣消耗量，CNY。

在基于單位碳減排量成本（CCE）指標(biāo)進(jìn)行綠色建筑技術(shù)評(píng)價(jià)時(shí)，除了直接判定CCE指標(biāo)較低的技術(shù)方案較優(yōu)外，還可將綠色技術(shù)方案的CCE值與其他生產(chǎn)部門(mén)單位減排量投資相比較或與CDM碳交易市場(chǎng)價(jià)格對(duì)比。CCE值低于每噸碳市場(chǎng)價(jià)格的綠色技術(shù)，其碳減排能力高于市場(chǎng)公允水平，可以建議采用。反之，CCE較高、減排能力未達(dá)到市場(chǎng)公允水平的綠色技術(shù)，不建議采用。

綠色技術(shù)方案的碳排放量（CEg，i）一般而言小于傳統(tǒng)技術(shù)方案的碳排放量（CEt，i），所以單位碳減排量成本（CCE）為負(fù)值時(shí)說(shuō)明綠色技術(shù)方案以更低的成本實(shí)現(xiàn)了更少的碳排放。

4 某綠色建筑節(jié)能性能評(píng)價(jià)

某大廈南配樓采用限額設(shè)計(jì)方式，業(yè)主要求在投資限額范圍內(nèi)建設(shè)一座節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用及美觀的綠色辦公建筑，以體現(xiàn)政府和企業(yè)的良好社會(huì)形象。

4．1 綠色建筑節(jié)能技術(shù)措施

通過(guò)采用單位面積碳排放成本積（CEC）和單位碳減排量成本（CCE）指標(biāo)進(jìn)行論證分析，某大廈南配樓在設(shè)計(jì)、建造時(shí)綜合采用了多種低能耗綠色建筑技術(shù)。

（1）在建筑立面設(shè)計(jì)方面，分別計(jì)算了包括Low-e玻璃幕墻在內(nèi)的各種圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的CEC和CCE指標(biāo)值，并依據(jù)北京市《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行多次節(jié)能試算，最終確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能實(shí)施方案。在實(shí)施方案中，部分房間在玻璃幕墻內(nèi)設(shè)置了900 mm高窗臺(tái)，有效控制了窗墻比；并且采用了加厚空心砌塊結(jié)合外保溫（300 mm厚加氣混凝土砌塊＋20 mm厚膠粉聚苯顆粒＋石材）的復(fù)合保溫隔熱墻體。在大院門(mén)洞上方的騎樓底部，設(shè)有100 mm厚聚苯板保溫加裝飾吊頂，且吊頂內(nèi)設(shè)有采暖橫干管，以應(yīng)對(duì)風(fēng)洞效應(yīng)下高速氣流的附加散熱。這些設(shè)計(jì)理念在當(dāng)前仍符合我國(guó)“十三五”期間重點(diǎn)推廣的超低能耗建筑技術(shù)理念，有效兼顧了建筑熱工性能和建筑美學(xué)效果[8－10]。

（2）在屋面設(shè)置300 mm厚輕質(zhì)種植土層，進(jìn)行屋面綠化。輕質(zhì)種植土層具有隔熱效應(yīng)，其表面植被在夏季具有蒸發(fā)吸熱作用。屋面綠化有效降低屋面在夏季得熱和冬季放熱，進(jìn)而降低了建筑物供冷供熱耗能。此外，屋面綠化可作為海綿設(shè)施滯蓄屋面雨水，降低地表雨水徑流量。

（3）將CEC和CCE指標(biāo)值作為重要指標(biāo)進(jìn)行集中空調(diào)和分體式空調(diào)方案比選，最終選擇低成本、低能耗、低碳排放且使用靈活的分體空調(diào)（結(jié)合VRV一拖多空調(diào)）系統(tǒng)，未采用從大廈接入集中空調(diào)系統(tǒng)的方案。同時(shí)，針對(duì)常見(jiàn)的分體空調(diào)室外機(jī)散熱不佳或不美觀問(wèn)題，根據(jù)機(jī)電工程師提供的方案，南配樓放棄傳統(tǒng)內(nèi)凹室外機(jī)位方案，采用了外凸室外機(jī)位。室外機(jī)位采用外置三面、三層通高的鋁合金百葉遮擋，且在室外機(jī)安裝位置僅做角鋼支撐、不加隔板，在有效利用立面空間、保證立面美觀且與大廈主樓相協(xié)調(diào)的同時(shí)，還利用煙囪效應(yīng)優(yōu)化了室外機(jī)散熱，提高了室外機(jī)運(yùn)行效率。并且，通高百葉兼具外遮陽(yáng)和防止室外機(jī)墜落傷人的功能?；谠摷夹g(shù)方案申請(qǐng)的專利已獲得授權(quán)。

（4）由于該建筑屬于自建、自持項(xiàng)目，在建筑材料選擇方面，基于CEC和CCE指標(biāo)，從全生命周期角度考慮選擇高品質(zhì)立面石材、內(nèi)腔無(wú)砂鑄鐵散熱器、內(nèi)外熱鍍鋅采暖管道和鋼襯塑給水管等耐久性較好的材料或設(shè)備。

4．2 實(shí)際能耗

大廈南配樓于2009年建成，已投入使用多年，可從使用單位和物業(yè)管理單位獲得實(shí)際能耗數(shù)據(jù)。圖2為大廈南配樓2016年8月至2017年7月單位面積能耗逐月分布?？偰芎挠晒┡├淠芎?、照明和辦公設(shè)備能耗兩部分組成。衛(wèi)生間通風(fēng)設(shè)備和電開(kāi)水器（用戶自備）能耗計(jì)入照明和辦公設(shè)備能耗。圖3為大廈南配樓全年供暖供冷能耗逐月分布。

圖2 大廈南配樓全年總能耗逐月分布

圖3 大廈南配樓全年供暖供冷能耗逐月分布

由圖2、圖3可知，該建筑中供暖供冷能耗占總能耗的比例明顯高于照明和辦公設(shè)備能耗，在冬季占比約80%，在夏季占比約60%，進(jìn)入過(guò)渡季后全年占比為57.3%?？梢?jiàn)，在辦公建筑中，供暖供冷能耗為建筑物主要能耗，在進(jìn)行綠色建筑節(jié)能性能評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)以供暖供冷系統(tǒng)為主要評(píng)價(jià)對(duì)象。

此外，大廈南配樓單位面積全年累計(jì)耗能量為51.37 kWh／m2，其中供冷供暖系統(tǒng)單位面積耗能量為30.25 kWh／m2，供冷僅7.08 kWh／m2。以上指標(biāo)除采暖能耗外，其他能耗已低于德國(guó)PHI超低能耗被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)，制冷能耗接近于北方地區(qū)近零能耗示范樓標(biāo)準(zhǔn)。

獲得實(shí)際能耗數(shù)據(jù)后，可根據(jù)華北地區(qū)電網(wǎng)碳排放因子計(jì)算出相應(yīng)的碳排放量，碳排放因子可取0.997（kgCO2／kWh）。

4．3 供暖供冷系統(tǒng)單位面積碳排放成本（CEC）

圖4、圖5為分體空調(diào)方案和集中空調(diào)方案的CEC值。由圖4、圖5可知，由于南配樓基地狹長(zhǎng)、引入冷凍水管需經(jīng)由室外覆土等原因，集中空調(diào)方案的單位面積造價(jià)（C）和全生命周期碳排放量（CE）均顯著高于分體空調(diào)方案，集中空調(diào)方案的CEC值達(dá)到分體空調(diào)方案的5.54倍。從CEC值可見(jiàn)，集中空調(diào)方案相較分體空調(diào)方案劣勢(shì)明顯。為了更加直觀反映分體空調(diào)方案的投入產(chǎn)出比，可進(jìn)一步通過(guò)CCE指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

圖4 分體空調(diào)方案和集中空調(diào)方案CEC值

圖5 分體空調(diào)方案和集中空調(diào)方案CEC對(duì)比

4．4 供暖供冷系統(tǒng)單位碳減排量成本（CCE）

圖6為分體空調(diào)方案的CCE值。由圖6可知，分體空調(diào)技術(shù)方案的CCE值為負(fù)值，說(shuō)明其相較集中空調(diào)技術(shù)方案以更低的成本實(shí)現(xiàn)了更少的碳排放，具有明顯優(yōu)勢(shì)。圖6中代表市場(chǎng)公允單位節(jié)能減排量成本水平的每噸二氧化碳交易市場(chǎng)價(jià)格為45.13 CNY／t，其含義可理解為在市場(chǎng)上花費(fèi)45.13元人民幣即可為全球降低1 t二氧化碳排放，如果所采用的綠色技術(shù)措施全生命周期減排1 t二氧化碳的成本（即CCE值）等于或低于45.13元，則說(shuō)明該技術(shù)措施的投入產(chǎn)出比達(dá)到或優(yōu)于市場(chǎng)公允水平。反之，則說(shuō)明該技術(shù)措施的成本較高，投入產(chǎn)出比低于市場(chǎng)公允水平，不應(yīng)得到采用。

圖6 分體空調(diào)方案CCE值

從全社會(huì)宏觀角度考慮，節(jié)能降耗的本質(zhì)目標(biāo)是降低從發(fā)電、變電、輸電到配電及末端用電的全社會(huì)、全產(chǎn)業(yè)鏈總碳排放量。因此，在CCE低于市場(chǎng)公允水平的情況下，綠色建筑投資者應(yīng)考慮其他節(jié)能技術(shù)措施。在受到客觀條件限制，無(wú)法更換綠色技術(shù)措施的情況下，可直接使用增量投資在碳交易市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)碳排放額度，使得資金流向水電站建設(shè)、火電廠廢熱回收等更高效的碳減排技術(shù)領(lǐng)域[11－12]。

5 結(jié)論

（1）在辦公建筑中，供暖供冷能耗為建筑物主要能耗，在進(jìn)行綠色建筑節(jié)能性能評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)以供暖供冷系統(tǒng)為主要評(píng)價(jià)對(duì)象。

（2）本文提出的單位面積碳減排量成本積（CEC）和單位碳減排量成本（CCE）本質(zhì)上是反映綠色建筑技術(shù)措施在節(jié)能減排方面投入產(chǎn)出比的兩個(gè)量化指標(biāo)?；谶@兩個(gè)指標(biāo)，可有效進(jìn)行綠色建筑節(jié)能性能評(píng)價(jià)，為綠色建筑的投資、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和評(píng)價(jià)工作提供參考。

（3）使用CEC和CCE參數(shù)進(jìn)行案例分析的結(jié)果表明，分體空調(diào)方案雖然是相對(duì)“低端”的方案，但在節(jié)能減排投入產(chǎn)出比方面遠(yuǎn)優(yōu)于集中空調(diào)方案。在重視投資控制和節(jié)能減排的建筑中，分體空調(diào)或VRV空調(diào)系統(tǒng)方案應(yīng)得到重點(diǎn)考慮?；诒疚牡南嚓P(guān)研究成果，在某集團(tuán)昆山基地和天津基地綠色建筑建設(shè)中，均通過(guò)論證采用了分體＋VRV空調(diào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了良好的節(jié)能性能。