工业化预制装配建筑全生命周期碳排放模型：中国低碳评价不完善

2023-10-09 理论教育版权反馈

【摘要】：我国对于低碳建筑，包括材料、设备、建筑本体、用能效率等评估认证不完善，但已具雏形［75］。虽然国内对于建筑节能与生态的研究以及成果较多，并逐步重视低碳建筑对于未来生存与发展的重要性，但目前尚没有系统的低碳建筑评价体系，在这一领域目前国内还处于起步阶段。关于低碳建筑的评价大都停留在定性分析上，还没有建立低碳建筑基准值，基准值影响的因素太多，在短期内很难确定。

1.国内

经过多年的努力，我国在相对完善的节能减排法律法规体系指导下，建筑节能减排标准体系也日趋完整。我国颁布的第一部建筑节能标准为《民用建筑节能设计标准》，1995年修订后，将建筑节能指标提高到50%。2005年，建设部颁布《公共建筑节能设计标准》，此标准也是我国公共建筑节能设计的第一部国家标准，针对所有公共建筑提出建筑设计要求和设备能耗要求。2010年10月，我国开始实施《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》，标准要求建筑采暖空调能耗在基础能耗上降低50%。除了国家标准，许多地方标准对建筑节能设计限定了更加严格的要求。

在建筑评价体系方面，2001年10月，我国出台第一部生态住宅评估标准——《中国生态住宅技术评估手册》，此后相继发布新版本。2006年6月，科技部和建设部共同制定《绿色建筑技术导则》，明确了绿色建筑的定义、内涵及相关技术，提供了可靠的评价依据。2007年9月，建设部颁布《绿色建筑评价标识管理办法（试行）》，以规范绿色建筑评价标识工作。我国对于低碳建筑，包括材料、设备、建筑本体、用能效率等评估认证不完善，但已具雏形［75］。

虽然国内对于建筑节能与生态的研究以及成果较多，并逐步重视低碳建筑对于未来生存与发展的重要性，但目前尚没有系统的低碳建筑评价体系，在这一领域目前国内还处于起步阶段。关于低碳建筑的评价大都停留在定性分析上，还没有建立低碳建筑基准值，基准值影响的因素太多，在短期内很难确定。

在理论研究方面，蔡筱霜首次提出了双“LCA”评价模型，确立了建筑碳排放的计算方法，并建立了建筑部分阶段的碳排放清单，为全生命周期评价体系的建立提供了数据支持，最后确定了建筑每个阶段的低碳角色［76］。黄志甲构建了建筑物能量系统生命周期评价模型，该研究收集了部分建材产品的清单数据，提出了能源上游阶段清单分析模型、临界稀释法和当量系数法相结合的影响评价方法并用权重三角形解释了权重系数对评价结果的影响［77］。孙雪将低碳建筑与绿色建筑、生态建筑、节能建筑进行了对比，并以问卷调查的方式对我国低碳建筑的碳排放活动进行了分析，运用了灰色聚态评价方法和粗糙集方法，提出了一套适合我国的低碳建筑评价标准，在建立了低碳建筑评价标准的基础上分析了建筑碳排放的影响因素［78］。顾道金等采用终点破坏模型进行环境影响评价，构建了建筑环境负荷评价体系［79］。叶盛采用模糊评价理论，结合上海地区的能源现状和气候特点，对不同的空调冷热源系统进行了比较分析，并结合方案特点对权重和指标设置进行完善，最后得出结论：常规的电制冷冷水机组仍然有其特有的优势；在干旱缺水的地区，在满足一定的室外气候条件的情况下可考虑选择空气源热泵；直燃机组的选用应该慎重，直接污染较严重，节电不节能，但在一次能源较丰富的地区，尤其是农村，可以发展使用；不推荐使用电锅炉，可以考虑使用燃油、燃气锅炉［80］。喻李葵定义了环境影响公共基本单位“黑点”，提出建筑环境性能评价方法［81］。李嵘结合西安地区的特点，对三种冷热源系统进行了能耗和环境影响分析，经过假设确定了系统的边界条件，构建了模型总体框架，根据特征化模型将能耗利用转化成环境排放，并比较了三种方案对环境的影响［82］。

我国低碳建设实践较晚，但后发优势明显，典型代表包括北京奥体中心的国家体育场“鸟巢”和国家游泳中心“水立方”，世博会的各类场馆在设计中也坚持低碳的设计理念，使用了冰蓄冷、江水源冷却系统、地源热泵、雨水收集等低碳节能技术手段，并构建人工湿地、太阳能光伏发电等，增加碳汇，有效降低了碳排放［83］。

2.国外(www.chuimin.cn)

发达国家低碳建筑的发展水平较高，特别是欧美以及亚洲的日本等国家，总体来说，体现为法律法规完善，评价体系合理，技术措施先进，实践项目众多。完善的法律法规是保证低碳建筑实践的基础。

2003年，英国能源白皮书首次提出低碳经济（Low-carbon Economy）战略，此后研究者在多个领域开展了对低碳经济的研究和初步应用。2006年12月发布了《可持续性住房规范》，并于2008年5月1日执行，该法规针对建筑设计和旧房改造，对建筑碳排放提出了具体的要求与目标，从建筑运行、建筑维护和能源利用等九个方面对建筑碳足迹进行了评价［84］。2008年，德国首次提出了建筑碳排放核算模型，正式推出新一代基于碳排放的建筑评估体系，该体系基于建筑全生命周期评价理论，以建材作为建筑碳排放核算的切入点，按照建筑生命周期的顺序把建筑分成几个阶段，通过累加计算得出建筑全生命周期的碳排放量。2008年7月，日本通过《构建低碳社会行动计划》，作为政府的纲领性文件和国家方案，计划从措施、日程及目标等方面进行细化，以指导低碳社会的建设，这也被视为日本低碳革命正式开始的标志［85］。2009年6月，美国众议院投票通过《美国清洁能源与安全法案》，该法案涵盖清洁能源开发、能效标准、温室气体排放指标等多方面内容，是美国在退出《京都议定书》后所颁布的第一个能源与安全法案［86］。2010年3月，欧盟正式发布《欧洲2020战略》，提出在1990年基础上，将温室气体排放量削减20%，提高清洁能源在总能耗中的消耗比例，达到总量的20%［87］。

目前世界上研究建筑物生命周期评价的机构和组织主要集中在北美、欧盟以及日本等发达地区和国家。近年来采用建筑生命周期理念的建筑评价系统也同趋增加，如美国BRE开发的BREEAM体系、美国绿色建筑协会的LEED、美国商业部开发的BEES、英国建筑研究所开发的ENVEST、日本建筑学会开发的AIJ—LCA、加拿大的ATHENA等，这些已经成为相当精密详细的环境评价系统［88］。其中，“建筑研究机构环境评估法”（Building Research Establishment Environmental Assessment Method，简称BREEAM体系）［89］最初是由美国“建筑研究机构”（Build-ing Research Establishment，BRE）在1990年制定的世界上第一部建筑评估体系。该体系的目标是减少建筑物的环境影响，体系涵盖了从建筑主体能源到场地生态价值。BREEAM体系旨在激发各界认识到建筑对于环境的深刻影响，并且希望在建筑的规划、设计、建造以及使用管理阶段能够为决策者们做出正确的选择提供必要的帮助。日本CASBEE［90］（Comprehensive Assessment System for Building Environmental Efficiency），全称为“建筑物综合环境性能评价体系”。CASBEE评价体系是由一系列的评价工具所组成，其中最核心的是与流程设计紧密联系的四个基本评价工具，他们分别是：规划与方案设计工具、绿色设计工具、绿色标签工具与绿色运营与改造设计工具，分别应用于设计流程的各个阶段，同时每个阶段的评价工具都能够适用于若干种用途的建筑。

通过以上国外建筑环境评价体系的介绍我们可以发现，为适应国际形势和建筑产业的发展，引领绿色建筑技术发展方向的评价体系在其适用范围和评估内容上不断有针对性的细化，已陆续发展出针对不同建筑类型的评估版本，同时也逐步展开对社区建设、既有建筑等的评估，这种趋势使得不同类型、规模的建筑发展分别具有了明确思路［91］。

而台湾地区也走到了我们的前面，自20世纪90年代中叶至今在该领域已经有了许多研究成果与专著，涌现出张又升、欧文生、赵又婵、林宪德等一批该领域的专家，并有《建筑物生命周期二氧化碳减量评估》《台湾建筑物生命周期水电管线二氧化碳排放量之研究》《建筑碳足迹（上）评价理论篇》《建筑碳足迹（下）诊断实务篇》等具有指导意义的研究成果，还制定了相关标准，形成了自己的评估体系，以及绿色建筑九大评估指标，逐步发展了建筑CO2排放资料库［92］。

在低碳建筑实践方面，英国伦敦贝丁顿零能源发展社区是一个典范。整个项目经过合理设计，采用可循环利用的建筑材料、太阳能装置、雨水收集设施等措施，使其成为“全球生态村”的典范。它是英国第一个也是最大的碳平衡生态社区。其他诸如瑞士苏黎世的EMPA大楼、加拿大卡尔格雷水中心、瑞典的马尔默大厦等也是具有代表性的低碳建筑［93］。

工业化预制装配建筑全生命周期碳排放模型：中国低碳评价不完善

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