降低建筑碳排放策略研究

张公璟

摘要：近年来，我国的建筑工程建设有了很大进展，但各类建筑对能源的消耗也在不断增加，建筑碳排放工作越来越受到重视。本文首先分析了建筑全生命周期碳排放源构成分析，其次探讨了碳排放核算方法及核算边界的确定，最后就降低建筑碳排放策略进行研究，以供参考。

关键词：建筑;全生命周期;影响因素;碳排放

1建筑全生命周期碳排放构成分析

分析不同类型建筑各阶段碳排放比例可知，不同类型建筑的全生命周期碳排放特点总体相似，运行阶段所占比例最大，生产建材碳排放其次，建造和拆除阶段的碳排放量所占比例小。受设计阶段决策影响的建筑全生命周期碳排放源主要集中在生产建材碳排放、制冷能耗碳排放、采暖能耗碳排放和照明能耗碳排放。设计阶段进行建筑碳排放预测的理论难度，目前主要集中在制冷能耗碳排放和采暖能耗碳排放。

2碳排放核算边界的确定

生命周期评价理论一般被用于评价产品在其生命周期内的资源消耗情况和所造成的环境影响。评价包括产品或行为的整个生命周期，即包括原材料的采集与加工、产品制造、营销、使用、循环利用和最终处理，以及涉及到的所有运输过程。建筑领域的碳排放涉及建筑的不同阶段，包括建筑建造、运行、拆除等，相关的绝大部分碳排放都发生在建材生产和建筑运行这两个阶段。本研究关注的是建筑全生命周期碳排放，采用“从摇篮至坟墓”的系统边界将建筑划分为建材生产运输、建筑施工、建筑运行及建筑物拆除与清理阶段。

3碳排放影响因素分析

3.1建筑物本体因素

建筑物本体因素包括建筑类别、建筑体形系数、朝向、窗墙比、玻璃的传热系数、外墙及屋顶的传热系数、建筑几何信息等。建筑物本体因素主要通过影响建筑的冷热负荷来影响建筑能耗。建筑物本体因素是建筑设计阶段的主要决策内容，因此是文章重点研究内容。

3.2建筑使用寿命

我国大多数建筑物的使用寿命为50年。分析了使用寿命分别为30年、50年和60年的建筑的生命周期碳排放。随着使用年限的增加，建筑内设备系统的老化，运行阶段的碳排放占比逐渐增大，而建材生产运输阶段碳排放逐渐减少。

3.3人为因素

人为因素由建筑使用阶段的使用人员确定，在建筑设计阶段属于不可控因素。人为因素包括室内设定温湿度、作息时间、设备使用情况（空调、灯具等）、电器使用情况等。此类因素依赖使用者的习惯，通过影响制冷制暖能耗、照明能耗及设备能耗来影响建筑能耗。对制冷与制暖能耗分析中的室内温度及作息情况，不同人群习惯，不同建筑功能、不同建筑类别均有不同。设计仅可采用参照建筑默认参数的方法进行初步判断。

4降低建筑碳排放策略

4.1地热能技术的绿色低碳性

地热能作为一种清洁的可再生能源，在使用过程只是利用热能或将热能转变为机械能，最大程度地降低碳的排放。回到建筑能源的需求和特性，实际上浅层地热能的利用能够满足建筑物大部分的供冷供热需求，特殊情况下（散热器、大空间建筑等）可以采用高温型热泵机组来满足其需求，可以替代锅炉供热。从能源利用的角度来说，太阳能、风能是可再生能源利用的主要类型，太阳能发电、风电等替代的是电厂的燃煤，而地热能供热替代的是建筑供热锅炉的燃煤和取暖直燃的散煤，因此对减少碳排放和环境治理的意义更加重大。

在当前建筑物普遍执行节能设计标准和低能耗节能设计标准的情形下，无论是从供冷还是供热的需求来看，其所要求的能源品位都不高。采用热水辐射供暖时，在舒适性增加的情況下，供水温度可以更低，热水温度在35～45℃ 即可。这与中低温地热资源或通过热泵技术可提供的热水温度完全吻合，也就是说利用中低温地热资源和各类热泵技术提供的热源与建筑供暖需求有着高度契合性和天然适配性，能够很好地满足建筑能源的供热需求特性。对于建筑供冷，浅层地热能可通过地源热泵技术来实现广泛的建筑应用，基本不受地域限制，具有就地取材、全地域分布式的特点，科学合理利用能够很好地满足建筑供冷供热需求。夏季建筑物多余的热量转移到地下岩土体中，在为建筑物供冷的同时储存冬季供热的热量;冬季为建筑物供热时，同时降低了岩土体的温度，以备夏季更好地吸收建筑物转移的热量。地源热泵的这种技术特性很好地契合了很多地区既有供冷也有供热的需求，为浅层地热能的广泛应用提供了广阔的空间和前景。因此可以说，地源热泵能够很好地满足建筑能源的需求和特性，既可供冷又可供热。地源热泵能将浅层地热能或自然能源提升或转化后满足建筑物的供热供冷需求。浅层地热能或自然能源在科学利用的前提下是可以再生的，因此可以说以地源热泵为代表的可再生能源利用是由建筑能源的特性所相适配的。

4.2智慧能源测控管理系统普及的必要性分析

智慧能源测控管理系统由空调节能系统、集中供热节能系统、人体感应开关系统、智能照明系统、光伏发电系统等组成。通过智能终端计算机，对建筑内各类系统进行自动控制，通过网络通信、软件编程等多方面技术。组成分布式监测、遥控、调控系统，实现各类系统的智能化控制。实现照明、插座等分项能源计量与费用单独核算。为能源消耗定额管理、节能目标定量化提供计量手段。

结语

综上所述，欲实现减低建筑碳排放、环境友好的初衷，应从建筑全生命周期进行总量控制。设计阶段结构应该合理轻量化，从而降低建材的用量，同时就地取材，降低建材运输阶段的能源消耗，最重要的是应采用环境负荷影响较低的绿色建材，降低建材生产运输阶段碳排放;建筑施工阶段主要是减少建材消耗量，发展低碳建材、低碳建筑结构以及采用低碳建造方式;建筑运维阶段，应提高可再生能源运用比例，推广使用太阳能、空气源热泵、地源热泵等设备减少建筑碳排放。运用建筑智慧管理系统，通过系统高效的动态化调整，精准控制建筑内暖通空调系统和照明等系统，并配备专业运维人员，对建筑运维阶段的碳排放进行总体把控。

参考文献

[1]高俊莲，徐向阳，郑凤琴，等.基于全生命周期的煤炭碳排放清单计算与不确定性分析[J].中国煤炭，2017，43（6）：22–26.