建筑碳排放量下低碳建筑論文

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1低碳建筑的概念界定

氣候變化委員會(huì)（IPCC）指出，所謂的低碳建筑，就是能夠減少溫室氣體排放，從而降低碳排放量的建筑。它相對(duì)于普通建筑，可以更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，降低建筑能耗。諸多報(bào)告指出低碳建筑應(yīng)該是與傳統(tǒng)建筑相比必須達(dá)到至少80%的溫室氣體減排要求的一類環(huán)保經(jīng)濟(jì)型建筑。同時(shí)，我國也對(duì)于低碳建筑進(jìn)行了界定，指出該類建筑是一種能夠在建筑材料與設(shè)備制造、施工建造和建筑物使用的整個(gè)生命周期內(nèi)，減少化石能源的使用，提高能效，降低二氧化碳排放量的新型建筑。建筑節(jié)能具有很強(qiáng)的商品外部性，在推廣低碳建筑改造的過程中必然需要龐大的資金支持，因此可以說發(fā)展低碳建筑是一個(gè)動(dòng)態(tài)的，循序漸進(jìn)的過程，有效的政策導(dǎo)向和激勵(lì)是發(fā)展低碳建筑基礎(chǔ)。好的激勵(lì)政策能夠正確引導(dǎo)人們客觀看待低碳行業(yè)，并給予低碳建筑更大的發(fā)展空間，因此科學(xué)構(gòu)建衡量低碳激勵(lì)政策的評(píng)價(jià)方法，正確選擇政策評(píng)價(jià)工具，能夠有效的保證低碳建筑的經(jīng)濟(jì)效益，為政府實(shí)施各類激勵(lì)政策提供強(qiáng)有力的理論基礎(chǔ)。政策的提出能夠?qū)Φ吞冀?jīng)濟(jì)有一定的輔助和扶持作用，但政策能否正常運(yùn)行，能否真的帶來收益性效果，我們還需要借助政策工具來評(píng)估其績效。我們可以通過幾種視角來對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)政策的績效進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2建筑項(xiàng)目的全生命周期理論

我國也在運(yùn)用不同的政策評(píng)價(jià)工具來衡量低碳政策的有效性。例如投入產(chǎn)出模型，凱恩斯系數(shù)等，希望能夠證明低碳建筑與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間的積極關(guān)系。筆者認(rèn)為，建筑的碳排放量表現(xiàn)在建筑全壽命周期的一次性能源消耗中，因此可以以建筑項(xiàng)目的全生命周期理論為基礎(chǔ)計(jì)算建筑各階段的碳排放量，通過各階段的碳排放量對(duì)比，使決策者明確低碳建筑。生命周期理論是指產(chǎn)品從興起到結(jié)束，即從自然中來再回歸自然的一個(gè)過程。建筑工程的生命周期是從建筑的起步設(shè)計(jì)、施工，再到使用，最后廢棄拆除為止的一個(gè)過程。由于建筑項(xiàng)目的技術(shù)復(fù)雜，建造周期較長，并且風(fēng)險(xiǎn)高，因此，對(duì)建筑進(jìn)行生命周期劃分是至關(guān)重要的。本文將建筑劃分為4個(gè)階段，規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，施工階段，運(yùn)營維護(hù)，拆除階段。規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，包括了建造前期的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，建材選擇，交通運(yùn)輸。施工階段和拆除階段可以由不同的施工方式來計(jì)算，運(yùn)營維護(hù)階段包括了建筑使用過程中對(duì)各種類能源的消耗。近年來，國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域通過運(yùn)用生命周期碳排放量的計(jì)算方法，基本對(duì)四個(gè)周期做出了一定的評(píng)估。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為建筑的整個(gè)生命周期中運(yùn)營維護(hù)過程中的碳排放量是最高的，大約在81%左右，此階段的碳排放量大多集中于供暖，照明和燃?xì)獾仍O(shè)備的運(yùn)行。而其他階段所占的碳排放比例相對(duì)較低，規(guī)劃和施工階段，大約占10%~15%，而拆除階段的碳排比率不超過20%。低碳建筑的核心就在于碳排放量比普通建筑少，建筑材料也大多運(yùn)用環(huán)保綠色材料。通過該種計(jì)算方式可以有效的證明一個(gè)建筑是否符合低碳建筑標(biāo)準(zhǔn)，以及低碳建筑的優(yōu)勢(shì)所在。如果一個(gè)建筑在建造過程中運(yùn)用了綠色環(huán)保材料，并且對(duì)其運(yùn)營維護(hù)進(jìn)行合理管理使得它的碳排放量低于其他的普通建筑，那么就可以有效證明該建筑屬于環(huán)保低碳建筑。因此以生命周期為理論基礎(chǔ)，可以幫助我們計(jì)算出每個(gè)環(huán)節(jié)的碳排放量，從而針對(duì)實(shí)際指標(biāo)來研究相應(yīng)的技術(shù)，制定相應(yīng)政策法規(guī)。

3基于全生命周期理論的碳排放量計(jì)算

我們可以通過一棟建筑四個(gè)階段的碳排放量之和來計(jì)算該棟建筑的二氧化碳的排放總量。假設(shè)CO2排放總量是E，周期內(nèi)的四個(gè)階段的碳排放量分別為設(shè)計(jì)規(guī)劃階段Em，建筑施工階段Ec，運(yùn)行維護(hù)階段Eo和拆除階段Ed，那么就能得出：E=Ep+Ec+Eo+Ed由此可以得出單位面積的年碳排放量，即CO2排放量評(píng)價(jià)指標(biāo)C：C=E/（S*Y）其中，S代表某棟建筑的建筑面積，Y代表使用年限。（大多數(shù)資料表示，我國普通房屋的使用年限均為50年，即Y=50）以上兩個(gè)等式，不僅可以讓決策者明晰的看出每一階段的碳排放量，并且根據(jù)此數(shù)據(jù)制定相關(guān)政策，同時(shí)也可以作為衡量普通建筑和低碳建筑差異的標(biāo)準(zhǔn)之一。由于低碳建筑的碳排放量比普通建筑要小，等式中的總排放量和單一階段的排放量成正比關(guān)系，所以假如在某一階段融入了低碳技術(shù)使得碳排放量下降，建筑的總碳排放量也會(huì)隨之下降。建筑周期過程中四個(gè)階段均屬于變量，我們可以通過針對(duì)每一個(gè)階段的碳排放量進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，來推斷出建筑的哪個(gè)階段需要引用低碳技術(shù)，可以得到更多的政策扶持。首先，在第一階段設(shè)計(jì)規(guī)劃中，我們可以將其Ep分為兩個(gè)部分，由于設(shè)計(jì)規(guī)劃階段主要包括建筑材料的選擇和運(yùn)輸，因此，我們可以使：EP=Em+Et其中Em代表各種建筑材料在用量選擇上的CO2排放量，例如水泥，玻璃，混凝土等。Em=Σδmi*δiδmi表示第i種建筑材料的用量，表示第i中建材單位CO2的排放系數(shù)。由于運(yùn)輸過程中，與材料的重量，運(yùn)輸工具類型和運(yùn)輸距離相關(guān)。因此Et代表運(yùn)輸過程中運(yùn)輸工具所釋放的CO2量。Em=Σδmi*Li*ηδmi同樣表示第i中建筑材料的用量，Li代表第i種建材的運(yùn)輸距離，而η則表示建材相對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸工具的CO2排放系數(shù)。第二階段，是建筑的施工制造階段，我們可以通過建筑施工量，以及建造過程中不同建筑方式的碳排放量來計(jì)算第二階段的碳排放總量，而此處的不同建筑方式是指在建造過程中所需的不同工種，例如打地基，施工地照明，樓層建設(shè)等。由此得出：Em=Σβci*σci表示該工程的建筑施工量，σci相應(yīng)施工方式的單位CO2排放系數(shù)。第三階段則是當(dāng)建筑建設(shè)完成之后，開始正式運(yùn)營維護(hù)的階段。由于運(yùn)營過程中，CO2的排放主要取決于建筑運(yùn)行過程中的能耗，因此我們可以將能耗劃分為兩大類，第一類是電能消耗量，即針對(duì)照明，電器運(yùn)行等一系列的消耗。另一類則是化石能源消耗量，即采暖，燃?xì)獾纫幌盗心茉聪摹Ｓ纱丝梢缘贸觯篍o=Y*（Qe*fe+Qg*fg）Qe代表年耗電量，fe表示電力所產(chǎn)生的碳排放系數(shù)；Qg表示年耗氣量，同樣fg代表能源的碳排放系數(shù)。最后一個(gè)階段是拆除階段，與上述同理，也可以通過不同的拆除方式來劃分并且計(jì)算。Ed=Σβdi*σdi其中，βdi代表拆除建筑所需的施工量，σdi代表不同的拆除方式的單位CO2排放系數(shù)。

4我國的低碳政策

由于越來越多的人開始關(guān)注低碳概念，我國在低碳建筑和低碳經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域也出臺(tái)了相關(guān)政策。2001年推出了我國第一部生態(tài)住宅評(píng)估手冊(cè)《中國生態(tài)住宅技術(shù)評(píng)估手冊(cè)》，通過對(duì)小區(qū)在環(huán)境規(guī)劃，能源環(huán)境節(jié)約，室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，材料與能源方面對(duì)住宅進(jìn)行評(píng)估。2004年清華大學(xué)建筑學(xué)院等8個(gè)單位完成了《綠色奧運(yùn)建筑評(píng)估體系》（GOBAS)；2005年北京地方標(biāo)準(zhǔn)《綠色建筑評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》及上海、深圳等地方性綠色建筑評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)相繼編制完成；2006年建設(shè)部組織多家單位共同編制了《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》。2004年11月，中國政府公布的《節(jié)能中長期專項(xiàng)規(guī)劃》中指出，需要通過全社會(huì)的努力，盡快扭轉(zhuǎn)近些年能源消費(fèi)彈性系數(shù)大于1的趨勢(shì)，使2010年中國GDP能源節(jié)能綠達(dá)到2。2%，并在隨后10年提高至3%，爭取在2020年能源強(qiáng)度下降到1.54t/萬元。2006年國務(wù)院頒布《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要年(2006-2020年)》，首次將“城鎮(zhèn)化與城市發(fā)展”作為十一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域之一。在“城鎮(zhèn)化與城市發(fā)展”領(lǐng)域中“建筑節(jié)能與綠色建筑”是一個(gè)優(yōu)先發(fā)展主題。同年3月7日，原建設(shè)部與國家質(zhì)檢總局聯(lián)合了工程建設(shè)國家標(biāo)準(zhǔn)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，這是我國第一部從住宅和公共建筑全壽命周期出發(fā)，多目標(biāo)、多層次對(duì)綠色建筑進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)的國家標(biāo)準(zhǔn)。2007年6月，科技部，國家發(fā)改委公布了《中國應(yīng)對(duì)氣候變化專項(xiàng)行動(dòng)》。針對(duì)該方案，中國將致力于進(jìn)行控制溫室氣體排放和減緩氣候變化的相關(guān)技術(shù)開發(fā)，其中包括：研究可再生能源和新能源使用，如何有效節(jié)能，提高能效，清潔制度和碳交易發(fā)展等。同年，中央財(cái)政開始安排必要的扶持資金，采取“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”方式對(duì)十大重點(diǎn)節(jié)能工程給予適當(dāng)支持和獎(jiǎng)勵(lì)，獎(jiǎng)勵(lì)金額按項(xiàng)目技術(shù)改造完成后實(shí)際取得的節(jié)能量和規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)確定。2014年度《中國低碳生態(tài)城市發(fā)展報(bào)告》以新型城鎮(zhèn)化為主題，根據(jù)我國新型城鎮(zhèn)的新模式，深入研究了其發(fā)展歷程，已經(jīng)取得的相關(guān)成果，并且深度剖析了低碳城市發(fā)展過程中所出現(xiàn)的問題。2014年9月，國務(wù)院批復(fù)了《國家應(yīng)對(duì)氣候變化規(guī)劃》，規(guī)劃中對(duì)于二氧化碳排放的峰值問題作了深入解答，并且提出到2020年，實(shí)現(xiàn)單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40％-45％的目標(biāo)。并且繼續(xù)開展低碳省區(qū)試點(diǎn)，加大財(cái)政投入和政策的支持力度。同年8月，“2014年低碳發(fā)展高戰(zhàn)略級(jí)別研討會(huì)”也對(duì)碳排放交易權(quán)問題也作出了回答。會(huì)上提出全國統(tǒng)一碳排放權(quán)交易市場計(jì)劃于2016年試運(yùn)行，2020年將正式建立全國碳市場。

作者：邵鈺涵 單位：西安建筑科技大學(xué)