基于碳平衡核算的寒冷地區(qū)高校校園低碳建設(shè)策略研究

鄒苒 張晨悅 ??房濤 王崇杰

摘要以校園碳平衡核算為主要技術(shù)手段的量化分析，能夠目標(biāo)明確的闡釋校園內(nèi)碳排放和碳吸收情況，根據(jù)碳排放量和碳吸收量占比制定相應(yīng)的校園低碳減排建設(shè)策略，對高校今后的低碳化發(fā)展能夠提供科學(xué)性、準(zhǔn)確性的量化依據(jù)。本文考慮到碳排放因子的差異性，以實(shí)體項(xiàng)目作為分析基礎(chǔ)，遴選與集成既有碳排放核算方法，進(jìn)行了寒冷地區(qū)校園碳平衡核算。目標(biāo)校園為山東建筑大學(xué)新校區(qū)，計(jì)算邊界為山東建筑大學(xué)新校區(qū)空間范圍內(nèi)所有建筑和設(shè)施運(yùn)行產(chǎn)生的、與學(xué)校日常事務(wù)相關(guān)的全部能源消費(fèi)CO2排放。計(jì)算時(shí)間以2014年為參照基準(zhǔn)年份，以2015年為主要計(jì)算年份。碳平衡計(jì)算結(jié)果表明：2015年校園碳排放量，建筑為20 051 t，交通為171 t，生活為6 576 t；碳吸收量中綠植固碳11 936 t，光伏固碳266 t，凈排放24 596 t。校園碳排放系數(shù)為3.02，人均碳排放系數(shù)為1.04。分析核算數(shù)據(jù)，校園內(nèi)碳排放量主要集中于建筑的日常運(yùn)行用能排放，建筑用能排放中煤炭>電力>天然氣，所涉及耗能用途主要為冬季采暖、空調(diào)、照明、熱水及炊事。因此，這些用能成為影響校園碳排放的主要影響因素，據(jù)此提出高校校園碳減排策略，主要包括：基于碳平衡預(yù)測下的校園規(guī)劃；遵從地域氣候特征的生態(tài)補(bǔ)償；建筑單體的低碳化設(shè)計(jì)與改造；設(shè)備系統(tǒng)的低碳化調(diào)適與更新；可再生能源的替代性應(yīng)用。

關(guān)鍵詞碳平衡；寒冷地區(qū)；高校校園；建設(shè)策略

中圖分類號X32文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1002-2104（2017）04-0144-07doi：10.12062/cpre.20170310

2015年 12月12日，在法國巴黎布爾歇會場閉幕的《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方聯(lián)合簽訂了歷史上首個(gè)針對氣候變化的協(xié)議——《巴黎協(xié)定》。在全球積極應(yīng)對氣候變暖的背景下，碳減排也成為中國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展急需解決的首要矛盾。據(jù)美國能源署（EIA）統(tǒng)計(jì)，中國在2009年已成為全球第一大碳排放國，排放總量約占全球的23%[1]。由此，“低碳經(jīng)濟(jì)”成為我國緩解經(jīng)濟(jì)與環(huán)境之間矛盾的必要手段。我國高等學(xué)校作為社會的重要組成單元，具有人數(shù)多、規(guī)模大的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)兩千多所高校每年消耗的能源相當(dāng)于3 000萬t標(biāo)煤，能源與資源消耗量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于社會平均水平[2]。根據(jù)住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部2005年對45所高校能耗和水耗消費(fèi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，高校人均用水量是全國人均的1.95倍，人均年能耗是全國的4.32倍[3]。同時(shí)，因高校內(nèi)部人員的吃穿住行使其具備了完善的社會屬性，所以針對高校的低碳建設(shè)研究不僅能夠降低自身的碳排放，更可對整個(gè)社會碳減排提供必要的參照依據(jù)。我國當(dāng)前針對低碳校園的定量核算研究偏少，多數(shù)研究成果借鑒環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)、能源經(jīng)濟(jì)學(xué)、生態(tài)學(xué)理論，從定性分析的角度強(qiáng)調(diào)校園內(nèi)人的用能行為、管理組織、宣傳教育等方面的低碳排放發(fā)展策略，而我國幅員遼闊，氣候差異性大，建筑的用能特點(diǎn)、人的用能行為等均存在較大差異，且以往研究往往不計(jì)入校園內(nèi)綠植及可再生能源設(shè)備的固碳作用，由此導(dǎo)致既有研究成果在參照性方面存在不足。本文以《建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》（GB50178-93）中的寒冷地區(qū)高校校園為研究目標(biāo)，利用該地區(qū)的建筑用能特征及人的用能行為具備相似性特點(diǎn)，計(jì)算碳排放邊界中所有涉及內(nèi)容，同時(shí)納入可再生能源系統(tǒng)及校園綠化在不同組合形式下的碳吸收，由此通過校園碳平衡核算而形成的適宜于我國寒冷地區(qū)高校校園低碳建設(shè)策略具備科學(xué)性和可參照性。

1文獻(xiàn)綜述

發(fā)達(dá)國家高等院校開展低碳校園研究較早，通過碳排放核算研究提出了相應(yīng)的校園低碳規(guī)劃策略、節(jié)能減排發(fā)展目標(biāo)、定量評估研究方法等。2008年5月，400所美國高等院校共同簽署協(xié)議，確保實(shí)現(xiàn)校園的碳平衡，其中加州大學(xué)伯克利分校約定到2050年碳排放水平較1990年降低80%[4]，耶魯大學(xué)提出通過“既有建筑節(jié)能改造”和“可再生能源使用”等手段，在2020年比1990年碳排放降低10%[5]，哥本哈根大學(xué)、哈佛大學(xué)等也制定了符合校園自身特點(diǎn)的低碳校園建設(shè)目標(biāo)[6-9]，日本東京大學(xué)計(jì)劃2030年比2006年碳排放降低50%[10]。從承諾的階段性減排目標(biāo)來看，國外絕大部分高校都是基于自身碳平衡核算清單基礎(chǔ)上的碳減排行動[11]。

相對國外高校較為明確的節(jié)能減排計(jì)劃，國內(nèi)高校還未形成明確的減排目標(biāo)，低碳校園建設(shè)還處于起步階段，目前已有的研究成果多圍繞低碳校園的組織制度、低碳文化、監(jiān)管體系、宣傳教育等方面進(jìn)行相關(guān)策略的研究。郭茹[12]等以上海市某大學(xué)為研究對象，通過建立能源碳核算分析提出了低碳校園管理策略，王小兵[13]等從低碳經(jīng)濟(jì)的角度強(qiáng)調(diào)應(yīng)從文化、實(shí)踐、內(nèi)部動力激勵(lì)等方面進(jìn)行低碳校園建設(shè)的考核機(jī)制，呂斌[14]等結(jié)合西方校園案例構(gòu)建了我國可持續(xù)校園評價(jià)體系，郝秀芬[15]等綜合運(yùn)用經(jīng)濟(jì)學(xué)和生態(tài)學(xué)理論對低碳校園的實(shí)踐發(fā)展思路進(jìn)行了分析與實(shí)踐。在低碳校園的地域與空間形態(tài)研究方面，陳錦富[16]等研究了華中地區(qū)低碳校園的土地混合利用空間功能規(guī)劃對低碳校園的影響，謝鴻宇[17]等對廣州大學(xué)2005—2007年間的校園碳排放進(jìn)行了量化比較，姚爭[18]等運(yùn)用生態(tài)足跡法對北京大學(xué)校園進(jìn)行了碳排放量化分析，提出了低碳校園發(fā)展建議。

綜上所述，我國當(dāng)前的低碳校園建設(shè)在減排目標(biāo)不清晰的條件下，有必要針對《建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》（GB50178-93）中的不同氣候類型區(qū)，進(jìn)行同一分區(qū)內(nèi)大學(xué)校園的碳排放和碳吸收兩者之間的平衡量化計(jì)算，依據(jù)計(jì)算結(jié)果形成這一區(qū)域低碳大學(xué)校園的建設(shè)策略，確保研究結(jié)果的科學(xué)性和可參照性?；谝陨显?，本文的碳平衡核算以寒冷地區(qū)高校校園為研究對象，借鑒國際碳核算研究的成熟作法，通過對我國權(quán)威部門公布的碳排放與碳吸收折算因子進(jìn)行遴選，建立包含碳排放和碳吸收兩方面內(nèi)容的碳平衡核算清單，形成新的科學(xué)量化工具，通過量化統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來探討我國寒冷地區(qū)低碳校園的建設(shè)發(fā)展策略。

2碳平衡核算清單與評價(jià)方法

2.1研究對象

本文研究對象為我國寒冷地區(qū)山東建筑大學(xué)新校區(qū)，學(xué)校位于山東省濟(jì)南市臨港開發(fā)區(qū)，新校區(qū)總建筑面積61.17萬m2，在校教職工與學(xué)生總?cè)藬?shù)為27 000余人，統(tǒng)計(jì)時(shí)間包括2014、2015年兩個(gè)完整周期，以CO2為核算單位標(biāo)準(zhǔn)，研究地理邊界設(shè)置為新校區(qū)用地紅線內(nèi)。

2.2研究方法

目前，較為成熟的碳排放核算體系主要有兩種：一種以《IPCC國家溫室氣體指南》為基礎(chǔ)形成的國家碳排放源分類，依照層次的不同從大到小依次層層細(xì)分并進(jìn)行核算，其包含內(nèi)容較為全面和廣泛；第二種基于企業(yè)產(chǎn)品和項(xiàng)目的碳排放核算體系，常用體系包含國際化標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）發(fā)布的《溫室氣體核正標(biāo)準(zhǔn)》、世界資源研究所（WRI）和世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會（WBCSD）聯(lián)合發(fā)布的溫室氣體核算體系（GHGprotocol）、英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（BSI）發(fā)布的“公眾可用規(guī)范（PAS）為代表” [19]。第一種方法是國際公認(rèn)的比較合理的碳排放計(jì)算方法，但其所提供的碳排放因子與我國實(shí)際碳排放計(jì)算因子存在偏差；第二種方法偏重于產(chǎn)品的碳核算這一微觀層面，在區(qū)域碳排放核算方面存在一定局限。因此，在本研究實(shí)際操作過程中采用兩種方法相結(jié)合的方式，即以《IPCC國家溫室氣體指南》中的源排放和匯清除作為核算目標(biāo)，借鑒ISO14064中的分類方法進(jìn)行校園碳排放源分類，結(jié)合我國權(quán)威部門發(fā)布的《綜合能耗計(jì)算通則》、《省級溫室氣體清單指南》、《2015中國低碳技術(shù)化石燃料并網(wǎng)發(fā)電自愿減排項(xiàng)目區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子》等遴選相應(yīng)排放因子，形成符合我國寒冷地區(qū)高校校園的碳平衡核算清單。

2.3碳排放核算清單計(jì)算邊界

碳排放核算清單計(jì)算邊界包括組織和運(yùn)營兩個(gè)邊界，組織邊界是從組織結(jié)構(gòu)的角度確定核算范圍，即確定不同設(shè)施運(yùn)行產(chǎn)生的碳排放核算范疇，以及每個(gè)設(shè)施或運(yùn)行操作所產(chǎn)生的碳排放量屬于清單范圍的百分比。運(yùn)營邊界是在組織邊界基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)有效管理而對報(bào)告實(shí)體核算范圍內(nèi)的全部排放活動進(jìn)行統(tǒng)一分類[20]。本文研究對象的組織邊界限定為山東建筑大學(xué)新校區(qū)空間范圍內(nèi)，與學(xué)校運(yùn)行相關(guān)的所有建筑和設(shè)施（包括教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、辦公、后勤、圖書館等全部建筑，后勤部門食堂、爐灶、設(shè)備用房和校園內(nèi)同行所有機(jī)動車輛）產(chǎn)生的能源消費(fèi)CO2排放。計(jì)算周期以2014年為參照基準(zhǔn)年，以2015年為主要清單核算年年份。

2.4碳排放源分類

高校的碳平衡核算與國家社會層面從自身特點(diǎn)而言有一定區(qū)別，但從整體方面還具有一致性，按照《IPCC國家溫室氣體指南》可分為兩大類，一類是碳排放（碳源），另一類是碳吸收（碳匯）。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，納入校園碳平衡核算的主要碳源包括建筑、交通、生活，碳匯為校園植被綠化和太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要使用能源為煤炭、電力、燃油、天然氣和壓縮天然氣，其中用于采暖的煤炭類型為煙煤。由此，根據(jù)前期確立的組織和運(yùn)營邊界，校園內(nèi)的碳源可整體分為建筑、交通和生活三大類，進(jìn)行細(xì)致劃分整理后，如表1所列。

2.5碳平衡核算系數(shù)遴選與計(jì)算

碳平衡核算中所選取的排放因子應(yīng)因地制宜，針對具體的校園碳排放核算必須采用文獻(xiàn)檢索、實(shí)地調(diào)研與時(shí)空動態(tài)選擇相結(jié)合的方式，由此可保證核算結(jié)果的準(zhǔn)確性與科學(xué)性。

2.5.1碳源計(jì)算系數(shù)

高校具備管理統(tǒng)一的運(yùn)行特點(diǎn)，所以高校碳排放中所涉及的相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)可通過實(shí)測法獲取，碳排放因子中的標(biāo)煤這一系數(shù)可參照《綜合能耗計(jì)算通則》[21]選取，電力碳排放系數(shù)選擇《2015中國低碳技術(shù)化石燃料并網(wǎng)發(fā)電自愿減排項(xiàng)目區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子》山東地區(qū)碳排放系數(shù)0.730 8 tCO2/MWh，未涵蓋系數(shù)依據(jù)低位發(fā)熱值與標(biāo)煤熱值比進(jìn)行換算，具體計(jì)算公式如下：

M=E/EB

（1）

其中，M折標(biāo)煤系數(shù)；E能源低位發(fā)熱量；EB標(biāo)準(zhǔn)煤熱值，一般取29 270 KJ。

由此，可得山東建筑大學(xué)新校區(qū)內(nèi)能源碳排放系數(shù)，如表2所列。

2.5.2碳匯計(jì)算系數(shù)

綠色植物的光合作用是減少大氣中二氧化碳含量的主要方式，綠色植物中的喬木、灌木和草地在不同組合形式下具有不同的固碳效果，因此校園的碳匯計(jì)算應(yīng)對綠色植物進(jìn)行調(diào)研分類，按照分類植物的固碳量進(jìn)行核算，以此抵消或折減校園碳排放量。以園林景觀分類方式，校園綠化可分為喬灌草型、灌草型、草坪型及草地型，四種形式對固碳作用依次遞減，其計(jì)算公式為[22]：

C綠植=∑nj=1Tj×Sj×D

（2）

其中，Tj第j類生態(tài)綠地對應(yīng)類型每日固碳量（g·m-2·d-1）；Sj第j類生態(tài)綠地類型的面積（hm2）；D計(jì)算天數(shù)，一般取365天。

四種類型綠地的凈固碳量如表3所示。

校園內(nèi)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)碳匯量以通過并入電網(wǎng)系統(tǒng)輸出至校園用地紅線以外區(qū)域的電量進(jìn)行減碳量折減，折減系數(shù)參照建筑用電碳排放系數(shù)，具體計(jì)算方法為單位時(shí)間內(nèi)的光伏系統(tǒng)并入電網(wǎng)電量乘以建筑用電碳排放系數(shù)，計(jì)算公式為：

C光伏入網(wǎng)電量=∑nm=1Sm×I電

（3）

其中，Sm光伏發(fā)電站年發(fā)電并入電網(wǎng)電量（kWh）；I電電的碳排放系數(shù)（kgCO2/kWh）。

2.6碳平衡核算的評價(jià)方法

在當(dāng)前低碳校園減排目標(biāo)不清晰、建設(shè)衡量標(biāo)準(zhǔn)缺失的前提下，如何對校園的碳排放水平進(jìn)行有效評估，是實(shí)現(xiàn)定量化考核，保證減碳策略有效性的關(guān)鍵，也是實(shí)現(xiàn)高校校園能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、低碳技術(shù)推廣的有力保障。因此，為更加清晰的評價(jià)校園碳平衡核算的結(jié)果，明確碳源與碳匯兩者之間的相互關(guān)系，有針對性的制定相關(guān)減排策略，對碳平衡核算評價(jià)引入了碳平衡系數(shù)的概念，即以2014年、2015年兩個(gè)周期作為計(jì)算時(shí)間范疇，以兩個(gè)年份的碳排量統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行縱向?qū)Ρ?，具體計(jì)算方法如下：

S=C碳排/C吸收

（4）

其中，S碳平衡系數(shù)；C碳排整體碳排放量（t）；C吸收整體碳吸收量（t）。

當(dāng)S>1時(shí)，為正碳排放；當(dāng)S=1時(shí)，為零碳排放；當(dāng)S<1時(shí)，為負(fù)碳排放。

同時(shí)，碳排放量會因高校每年人數(shù)的變化而產(chǎn)生變動，整體碳排放量統(tǒng)計(jì)結(jié)果不利于反映碳排放趨勢，單一總量上的碳排放量難以體現(xiàn)個(gè)人減排行為。因此，在評價(jià)反映個(gè)人碳排放情況時(shí)引入人均碳排放比較系數(shù)，以此可利用最終計(jì)算結(jié)果進(jìn)行同屬我國嚴(yán)寒寒冷地區(qū)的其他高校進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，可?shí)現(xiàn)低碳校園建設(shè)策略間的優(yōu)勢互補(bǔ)，具體計(jì)算方法如下：

T=Cn/Cm

（5）

其中，T人均碳排放比較系數(shù)；Cn碳核算目標(biāo)年人均碳排放量（t）；Cm基準(zhǔn)參照年人均碳排放量（t）。

3校園碳平衡核算與統(tǒng)計(jì)分析

3.1碳排放核算結(jié)果

依據(jù)本文2.4中的校園碳排放源分類，統(tǒng)計(jì)了2014年、2015年的各類能源（電力、煤氣、汽油、柴油）的消耗量，數(shù)據(jù)來源于多條途徑，其中建筑能源消耗主要來自于學(xué)校能耗監(jiān)控管理平臺，交通能源消耗統(tǒng)計(jì)中的公交車來自于校園內(nèi)部公交路線、班次調(diào)研，小型車來自于校園車輛管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，生活碳排放主要來與在校師生及相關(guān)人員的呼吸排放。

3.1.1建筑碳排放量統(tǒng)計(jì)

山東建筑大學(xué)新校區(qū)用地紅線內(nèi)建筑面積共計(jì)61.17萬m2，建筑用能主要為水、電、煤氣及天然氣，各項(xiàng)能源消耗量計(jì)算結(jié)果分別如下：

（1）用電排放。建筑電力需求主要來自于教學(xué)辦公設(shè)備、空調(diào)制冷通風(fēng)、室內(nèi)照明及部分生活電器的使用，根據(jù)學(xué)校能耗監(jiān)控管理平臺統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2014年用電1 306 556 kWh，2015年用電13 729 233 kWh。依據(jù)2014年、2015年在校人員數(shù)量統(tǒng)計(jì)，人均能耗分別為485.92 kWh/人、497 kWh/人，依據(jù)表2提供碳排放系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，2014年、2015年電力碳排放量分別為9 548 t、10 033 t。

（2）用煤排放。校園用煤主要是在采暖期為建筑提供采暖熱量，所用類型為煙煤，2014年、2015年煙煤消耗量分別為10 180 t、10 939 t，依據(jù)表2提供碳排放系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，2014年、2015年煙煤碳排放量分別為17 785 t、19 112 t。

（3）天然氣排放。學(xué)校食堂的燃?xì)鈴N具主要使用天然氣，2014年、2015年的天然氣使用量分別為272 262 m3、418 843 m3，根據(jù)表2提供碳排放系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，2014年、2015年的使用天然氣碳排放量分別為589 t、906 t。

3.1.2交通碳排放量統(tǒng)計(jì)

（1）公交車碳排放量。校園內(nèi)公交車共2條路線，車輛均為新能源車輛，動力類型為油電混合和壓縮天然氣，其中油電混合車輛使用柴油密度為0.84 t/m3，百公里油耗為32 L，即0.032 m3，使用壓縮天然氣密度為0.717 4 kg/m3，百公里耗氣量為34 m3。根據(jù)工作日、休息日及假期班次統(tǒng)計(jì)，油電混合動力公交車一年校園內(nèi)行駛總里程為30 240 km，壓縮天然氣動力公交車一年校園內(nèi)行駛總里程為20 664 km，依據(jù)表2提供碳排放系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，分別為25.5 t、15.2 t。

（2）小型車碳排放量。校園內(nèi)小型車輛多為教職工、外來人員和學(xué)生使用，燃料類型為汽油，密度為0.722 kg/L，百公里油耗取自工信部《2014年中國乘用車企業(yè)平均燃料消耗量》中規(guī)定的7.22 L/百公里。依據(jù)車輛管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，結(jié)合車輛入口行駛路線匯總，校園內(nèi)小型車行駛里程分別為教職工1.9 km/d·人，外來人員1.3 km/d·人，學(xué)生1.35 km/d·人，依據(jù)表2提供碳排放系數(shù)進(jìn)行計(jì)算共計(jì)0.472 t/d，除去寒暑假每年行駛274 d，總計(jì)碳排放量為130 t/a。

3.1.3生活碳排放量統(tǒng)計(jì)

根據(jù)學(xué)校統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，山東建筑大學(xué)2014年全日制?？?、本科、碩士及博士研究生共計(jì)24 858人，在編教職工2 030人。2015年全日制學(xué)生共計(jì)25 672人，在編教職工1 950人。因?qū)W生與教職工在校停留時(shí)間有所差異，所以分別賦予1和0.5的系數(shù)，計(jì)算時(shí)間不包含寒暑假，碳排放量取0.9 kg/人·d[18]。由此，2014年、2015年校園內(nèi)人員生活碳排放量分別為6 302 t、6 576 t。

3.2碳吸收核算結(jié)果

3.2.1綠植固碳

依據(jù)2.5.2中對校園綠化方式進(jìn)行分類，校園內(nèi)喬灌草型綠地面積307 873.14 m2，灌草型94 677.33 m2，草坪型22 834.31 m2，結(jié)合公式2、表3提供的計(jì)算方法和日固碳標(biāo)準(zhǔn)，三種綠地日固碳量分別為24.6 t/d、6.8 t/d、1.3 t/d，共計(jì)32.7 t/d，全年可吸收CO211 936 t。

3.2.2光伏發(fā)電系統(tǒng)減碳

在綠色大學(xué)校園建設(shè)過程中，學(xué)校對既有建筑屋面進(jìn)行了1 MW光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝，產(chǎn)生電量直接并入市政電網(wǎng)，因此該部分可再生能源產(chǎn)生的電力減排量并入碳吸收核算范圍進(jìn)行折減。光伏發(fā)電系統(tǒng)監(jiān)控平臺提供數(shù)據(jù)顯示，2014年、2015年發(fā)電量分別為290.1 MWh、364.3 MWh，依據(jù)公式3得到光伏系統(tǒng)減碳分別為212 t、266 t。

3.3碳平衡核算結(jié)果統(tǒng)計(jì)

針對以上碳平衡核算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，山東建筑大學(xué)2014年、2015年碳減排與碳吸收核算清單如表4所列。

針對表4所列內(nèi)容，依據(jù)公式4進(jìn)行碳平衡系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，山東建筑大學(xué)的2014年、2015年碳平衡系數(shù)分別為2.78、3.02，即以目前校園內(nèi)3.02倍的碳匯措施可完全吸收產(chǎn)生的碳排放，相比于寒冷地區(qū)同類型大學(xué)碳平衡系數(shù)32.3偏小[23]。在人均碳排放比較系數(shù)方面，2014年、2015年人均凈碳排放量為0.87 t/a、0.89 t/a，依據(jù)公式5計(jì)算人均碳排放比較系數(shù)為1.04，與沈陽大學(xué)3.04 t/a、遼寧大學(xué)2.56 t/a、沈陽工業(yè)大學(xué)1.4 t/a及東北大學(xué)3.11 t/a等相比[24]，山東建筑大學(xué)新校區(qū)人均碳排放比較系數(shù)處于較低水平。

3.4碳排放影響因素分析

依據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合校園能耗監(jiān)測平臺及后勤部門提供數(shù)據(jù)，校園內(nèi)各碳源排放量排名如表5所列。

從表5所列排名可知，校園內(nèi)碳排放量主要集中于建筑的日常運(yùn)行用能排放，建筑用能排放中的煤炭>電力>天然氣，所涉及耗能用途主要為冬季采暖、制冷、照明、熱水及炊事。因此，針對低碳校園建設(shè)應(yīng)著重從建筑用能節(jié)約的角度出發(fā)，進(jìn)行相應(yīng)碳減排策略的制定。

4結(jié)論及建設(shè)策略

低碳校園如何實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，需針對校園內(nèi)碳排放的各影響因素間的相互作用進(jìn)行量化，由此確定各影響因素在校園整體碳排放量中份額，依據(jù)份額由大到小的依次制定相應(yīng)減排策略。同時(shí)，在校園的低碳化改造策略制定過程中應(yīng)注重內(nèi)部影響因素發(fā)生改變時(shí)對其他影響因素是否產(chǎn)生影響。因此，校園碳排放影響因素之間必須從系統(tǒng)整體性角度確保各因素之間的匹配性、協(xié)調(diào)性，提升低碳化效率，提高系統(tǒng)的整體功能。

表5中確立的碳排放量排名，建筑能源消耗占據(jù)了絕大部分份額，因此，校園內(nèi)建筑的節(jié)能運(yùn)行是低碳校園建設(shè)的重點(diǎn)目標(biāo)，建筑單體可看做構(gòu)成校園有機(jī)體單元，其規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、使用、維護(hù)、更新等各個(gè)環(huán)節(jié)直接影響建筑中采暖、空調(diào)、照明、熱水等需求用能。因此，校園碳減排策略采用系統(tǒng)性觀點(diǎn)，由整體到局部逐層設(shè)置。

4.1基于碳平衡預(yù)測下的校園規(guī)劃策略

校園規(guī)劃應(yīng)遵循原有地形下的低沖擊開發(fā)模式，使校園具備良好的氣候調(diào)節(jié)能力，充分實(shí)現(xiàn)風(fēng)能、太陽能的被動式調(diào)節(jié)，減少室內(nèi)采暖制冷設(shè)備的使用時(shí)間。同時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)對規(guī)劃現(xiàn)狀進(jìn)行基于碳平衡核算下的低碳排放優(yōu)化，擴(kuò)大喬灌草型復(fù)合綠化景觀面積，實(shí)現(xiàn)植物碳匯量在有限面積內(nèi)的最大化。園區(qū)內(nèi)道路設(shè)計(jì)遵循最簡潔流線布局，在滿足使用需求的前提下降低機(jī)動車輛園區(qū)內(nèi)使用頻率與行駛路線。

4.2遵從地域氣候特征的生態(tài)補(bǔ)償策略

生態(tài)環(huán)境布置需與當(dāng)?shù)氐赜颦h(huán)境相協(xié)調(diào)，減輕或避免對原有生態(tài)系統(tǒng)的破壞，尊重原有建設(shè)場地的地形地貌，制定合理的建設(shè)開發(fā)計(jì)劃，減輕對既有綠化用地的破壞，對建筑占用區(qū)采取合理的立體綠化形式，形成生態(tài)補(bǔ)償，擴(kuò)大綠植的碳匯作用。

4.3建筑單體的節(jié)能低碳化設(shè)計(jì)與改造

建筑單體造型實(shí)現(xiàn)對太陽能的被動式利用，合理控制建筑體形系數(shù)與加大太陽能可接收外表面積，實(shí)現(xiàn)太陽能的多效利用，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料與構(gòu)造形式符合節(jié)能設(shè)計(jì)要求，對既有建筑應(yīng)注重圍護(hù)結(jié)構(gòu)的維護(hù)與更新，降低采暖制冷用能需求。

4.4設(shè)備系統(tǒng)的低碳化調(diào)適與更新

建筑中的物理環(huán)境控制設(shè)備在滿足師生正常舒適性要求的前提下，依據(jù)不同類型建筑使用周期特點(diǎn)制定相應(yīng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化調(diào)適策略，完成對現(xiàn)有設(shè)備的動態(tài)監(jiān)控，提升其能效水平，對高耗能設(shè)備進(jìn)行即使更新與替換，進(jìn)一步降低設(shè)備系統(tǒng)碳排放量。

4.5注重可再生能源的替代性應(yīng)用

校園的低容積率規(guī)劃特點(diǎn)為太陽能應(yīng)用提供了極佳的應(yīng)用條件，同時(shí)太陽能應(yīng)用技術(shù)可提供高品位的電力需求，又可提供低品位的熱量需求，針對校園內(nèi)建筑用能中采暖、熱水、照明等使用需求，結(jié)合我國太陽能光熱利用技術(shù)的綜合應(yīng)用特點(diǎn)，可降低對不可再生能源的需求，大大降低校園內(nèi)建筑碳排放。

（編輯：李琪）

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Research on lowcarbon construction strategy of campus in cold area basedon carbon balance accounting

ZOU Ran1ZHANG Chenyue2，3FANG Tao2WANG Chongjie2

（1.The Center for Economic Research， Shandong University，Jinan Shandong 250100， China； 2.School of Architecture and Urban Planning， Shandong Jianzhu University， Jinan Shandong 250001， China；3.Shanghai Construction Design & Research Institute CO.，Ltd，Shanghai 200235，China）

AbstractQuantitative analysis on campus carbon balance accounting， as the main technical means， clearly illustrates the campus carbon emission sources and their proportion with the data of carbon emissions， which decides low carbon emission strategies of the campus and guides the campus low carbon development scientifically. Considering the difference of carbon emission factors， this paper accounted the corresponding carbon emissions of an actual project Shandong Jianzhu University with the existing carbon emission accounting methods selected and integrated. The accounting included the CO2 emissions of all energy consumption related to the daily operation of all the buildings and facilities in the new campus. The accounting in 2015， taking the calculated value of 2014 as the reference， showed that 20 051 t carbon emissions were from buildings， 171 t from transportation， 6 576 t from daily life， and 11 936 t carbon was fixed by plant， 266 t carbon by PV. The net emissionswas 24 596 t. The campus carbon balance coefficient was 3.02， the per capita carbon emission coefficient was 1.04. According to the accounting data， carbon emissions were mainly from daily operation of buildings including winter heating， air conditioning， lighting， water heating and cooking. Coal， electricity and natural gas were consumed while coal emitted most carbon but natural gas emitted least. Therefore it puts forward following measures to reduce carbon emissions including campus planning based on carbon balance prediction，greenbelt ecological compensation complied with regional climatic， lowcarbon design and improvement of single building，low carbon adaptation and replacement of equipment system， and application of renewable energy.

Key wordscarbon balance； cold area； campus； construction strategy