探析“雙碳”背景下建筑工程全生命周期低碳發(fā)展對(duì)策

林小女

實(shí)施“雙碳”戰(zhàn)略行動(dòng)不僅可推進(jìn)能源行業(yè)的重大轉(zhuǎn)型，更能深刻地影響我國(guó)未來(lái)40 年的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和文化發(fā)展?！半p碳”目標(biāo)是中國(guó)綠色發(fā)展理念的落實(shí)，也是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要戰(zhàn)略決策。該目標(biāo)圍繞碳達(dá)峰和碳中和展開(kāi)，拉開(kāi)了整個(gè)能源、經(jīng)濟(jì)和科技創(chuàng)新體系迎向低碳轉(zhuǎn)型的嶄新時(shí)代[1]。

為了在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的同時(shí)提高人居環(huán)境質(zhì)量和人民生活幸福感，需迅速實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和轉(zhuǎn)型升級(jí)，在此背景下，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方式必將發(fā)生重大改變。針對(duì)這一情況，研究如何實(shí)現(xiàn)建筑工程生命周期低碳化發(fā)展至關(guān)重要。

1 建筑工程碳排放的碳源分析

在建筑工程全生命周期管理中，計(jì)算碳排量涵蓋建材生產(chǎn)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、建造運(yùn)輸、運(yùn)行維護(hù)、拆除回收等5個(gè)階段。建設(shè)全生命周期管理中，碳源是導(dǎo)致碳排放的根源。建筑物的碳排放包括2 種：隱含碳排放和運(yùn)行碳排放，其邊界由碳排放組合決定。建筑隱含碳排放源于建筑材料制造、物流運(yùn)輸、設(shè)計(jì)施工、垃圾處理和居民日?；顒?dòng)等[2]；而建筑運(yùn)行碳排放則是指使用過(guò)程中產(chǎn)生的碳排放。建筑物的碳排放分為直接和間接2 種。直接碳排放指建筑運(yùn)行階段直接消費(fèi)的化石能源如煤、液化石油氣等帶來(lái)的碳排放，間接碳排放指建筑運(yùn)行階段規(guī)模較大的建筑或工程機(jī)械消費(fèi)的電力和熱力兩大二次能源帶來(lái)的碳排放，是建筑運(yùn)營(yíng)碳排放的主要來(lái)源之一。

2 “雙碳”背景下建筑工程全生命周期低碳發(fā)展的意義

與傳統(tǒng)建筑產(chǎn)品相比，超低能耗建筑有更高的能源節(jié)約。在設(shè)計(jì)階段，它通常會(huì)優(yōu)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱性能，提高輔助設(shè)施如暖通空調(diào)、電氣和照明等的能效，以最大限度地利用太陽(yáng)能和地?zé)岬瓤稍偕茉?，降低不可再生能源的利用和建筑物的碳排放。而且，超低能耗建筑使用更少的資源，其所采用的材料具有高強(qiáng)度和良好的耐久性。建筑方式還使用了組裝、全裝修等更環(huán)保的形式，減少了材料生產(chǎn)和運(yùn)輸中的能耗，因此降低了建筑全生命周期的資源消耗。

此外，超低能耗建筑在土地資源利用方面更加高效。在建筑施工和運(yùn)用中，增加綠化面積可維護(hù)生態(tài)平衡，同時(shí)提升居民舒適度和建筑可持續(xù)性。這證明了超低能耗建筑的節(jié)能和減排優(yōu)勢(shì)，故在“雙碳”背景下推進(jìn)超低能耗建筑具有重要意義，能促進(jìn)建筑行業(yè)碳減排。同時(shí)，還能夠推動(dòng)建筑全方位升級(jí)，建筑低碳發(fā)展能夠升級(jí)指標(biāo)、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，可助力建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，深刻推進(jìn)建筑環(huán)保，提高能效減排的效果。

3 “雙碳”背景下建筑工程全生命周期低碳發(fā)展問(wèn)題

3.1 尚未建立全過(guò)程實(shí)踐指導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)體系

目前，我國(guó)超低能耗建筑的通用標(biāo)準(zhǔn)仍以評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)為主，尚未構(gòu)建適應(yīng)不同時(shí)代開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目所需的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第1，在可行性研究報(bào)告初期，綠色建筑設(shè)計(jì)和施工沒(méi)有通用的標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)理單位也沒(méi)有辦法更準(zhǔn)確地估算產(chǎn)品成本，因此固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目這方面的問(wèn)題尤為突出。第2，在規(guī)劃初期和總體設(shè)計(jì)階段，一些地方出臺(tái)了超低能耗建筑設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的通用標(biāo)準(zhǔn)，但一方面地方相關(guān)部門強(qiáng)制推行，引導(dǎo)低成本四星級(jí)項(xiàng)目，且不考慮建設(shè)高需求的四星項(xiàng)目。第3，在設(shè)計(jì)和施工初期，缺乏對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)最優(yōu)施工方案的指導(dǎo)。相關(guān)竣工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)造成設(shè)計(jì)和施工產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，相關(guān)材料要求和責(zé)任落實(shí)不到位，嚴(yán)重影響了綠色建筑工程的施工質(zhì)量。第4，在運(yùn)營(yíng)管理初期，沒(méi)有指導(dǎo)超低能耗施工操作規(guī)程理論和實(shí)踐的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的回收體系，從而致使綠色技術(shù)的多項(xiàng)整改措施沒(méi)有真正起到作用[3]。

3.2 超低能耗建筑技術(shù)不成熟

建筑技術(shù)的發(fā)展不僅僅會(huì)局限于某一地區(qū)的建造建筑，而是會(huì)進(jìn)一步將現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)建筑技術(shù)相結(jié)合，并以實(shí)現(xiàn)最合理的建筑設(shè)計(jì)為目標(biāo)，除了綜合考慮地域特點(diǎn)之外，合理的建筑設(shè)計(jì)還需關(guān)注如何最大限度地減少資源浪費(fèi)和如何選擇環(huán)保的資源使用方式。傳統(tǒng)的建筑方法往往會(huì)忽視環(huán)保和節(jié)能方面的要素，只在出現(xiàn)問(wèn)題后才進(jìn)行相應(yīng)的投資保護(hù)與修復(fù)，長(zhǎng)此以往，這種模式就會(huì)越來(lái)越不符合可持續(xù)發(fā)展的具體要求，因此就需積極推廣超低能耗建筑并注意強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約的重要性。

然而，雖然我國(guó)有大量關(guān)于超低能耗建筑的研究文獻(xiàn)，但大部分文獻(xiàn)缺乏與當(dāng)?shù)貙?shí)際情況結(jié)合的深入研究，目前只有少部分建筑師會(huì)專注于研究低碳概念的超低能耗建筑，而其他的建筑師則大部分都對(duì)該領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)存在理解認(rèn)識(shí)的深度不足的問(wèn)題，且仍處于學(xué)習(xí)與摸索階段，同時(shí)在實(shí)際的建筑施工中大部分工人都缺乏對(duì)于相關(guān)概念和技能的理解與掌握，因此進(jìn)一步導(dǎo)致超低能耗建筑的最佳效果無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因此仍然需進(jìn)一步完善超低能耗建筑技術(shù)并要注意進(jìn)一步提高相關(guān)人員的專業(yè)理解能力和技能水平，以更好地推動(dòng)超低能耗建筑的應(yīng)用發(fā)展。

3.3 產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同不足

建筑行業(yè)具體包括規(guī)劃、開(kāi)發(fā)、材料生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)等多個(gè)環(huán)節(jié)，并且這些環(huán)節(jié)會(huì)相互關(guān)聯(lián)而進(jìn)一步形成一個(gè)復(fù)雜、長(zhǎng)期的產(chǎn)業(yè)鏈，因此為了推動(dòng)建筑業(yè)向超低能耗發(fā)展，憑借企業(yè)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的單一路徑并不可行，想要長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展就需各方共同合作一起提升建筑產(chǎn)品的整體質(zhì)量，如此才可以推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的成長(zhǎng)進(jìn)步。然而，目前我國(guó)的建筑產(chǎn)業(yè)鏈還沒(méi)有形成一個(gè)完整的集研發(fā)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)于一體的產(chǎn)業(yè)鏈，這主要是因?yàn)榻ㄖa(chǎn)品種類繁多且相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)也不盡相同，因此單個(gè)企業(yè)難以獲得所有原材料和獨(dú)立生產(chǎn)所有產(chǎn)品。盡管有些企業(yè)實(shí)現(xiàn)了從前端設(shè)計(jì)到產(chǎn)品端的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，但整個(gè)行業(yè)仍然缺乏完善的垂直一體化體系。此外，企業(yè)之間零散的合作也難以實(shí)現(xiàn)整體利益最大化，即在推進(jìn)超低能耗建筑工程時(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈上的各個(gè)企業(yè)都在獨(dú)立運(yùn)作，這就導(dǎo)致在協(xié)調(diào)研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工等能力方面都受到了很多限制，進(jìn)一步導(dǎo)致各企業(yè)之間的利益訴求存在差異而難以形成一致的合作力量。另外，當(dāng)上游企業(yè)的原材料價(jià)格波動(dòng)時(shí)會(huì)直接影響建筑與施工的生產(chǎn)成本，從而導(dǎo)致建筑和開(kāi)發(fā)企業(yè)的投入品價(jià)格上漲，進(jìn)一步造成企業(yè)利潤(rùn)減少而最終影響到企業(yè)的整體運(yùn)營(yíng)。

4 建筑工程全生命周期的低碳發(fā)展對(duì)策

4.1 加強(qiáng)政策方面的引導(dǎo)

應(yīng)加強(qiáng)低碳發(fā)展中關(guān)于政策的引導(dǎo)，具體為：

1）加強(qiáng)政策引導(dǎo)方面的措施。由于在現(xiàn)階段我國(guó)許多住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，進(jìn)一步引發(fā)了人們對(duì)身體健康、舒適性和安全性的廣泛關(guān)注，這就要求建筑師要從政策角度出發(fā)，探索延長(zhǎng)住宅建筑使用壽命，以及降低可見(jiàn)碳排放的具體方法。因此，在建筑設(shè)計(jì)的初期就應(yīng)該主動(dòng)考慮能源利用率，并注意進(jìn)行工程量的計(jì)算、設(shè)計(jì)與制作以提高供熱系統(tǒng)效率，同時(shí)，也需要推廣供熱電氣化系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。

2）市場(chǎng)上的家電、能源消耗產(chǎn)品只有符合能效標(biāo)識(shí)要求的才能上市，因此公共建筑應(yīng)該專注于降低碳排放，以及注意通過(guò)能量監(jiān)測(cè)和分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)來(lái)管理實(shí)際能量消耗以便能夠進(jìn)一步優(yōu)化能源系統(tǒng)，這樣通過(guò)應(yīng)用智能數(shù)字技術(shù)，以及大規(guī)模使用可再生能源等手段，建筑工作人員就可以大幅減少建筑運(yùn)營(yíng)能耗的目標(biāo)。

3）為了加強(qiáng)碳中和的基礎(chǔ)管理，還需按照全球通用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)能源數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和測(cè)量。當(dāng)前，全球能源最大的3 個(gè)部門為建筑、交通和工業(yè)，在建筑方面相關(guān)人員要分別統(tǒng)計(jì)城市住宅、農(nóng)村居住、商業(yè)、公共、工業(yè)以及其他各類建筑的能源數(shù)據(jù)，以確保統(tǒng)計(jì)能夠更為全面、準(zhǔn)確和客觀。

4.2 確保建設(shè)過(guò)程的綠色低碳

“雙碳”背景下建筑工程應(yīng)確保建筑過(guò)程符合綠色低碳要求，具體為：第1，為了推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程，需大力發(fā)展裝配式建筑，尤其是在新建公共建筑方面可以優(yōu)先采用鋼結(jié)構(gòu)并注意對(duì)其進(jìn)行積極的應(yīng)用推廣，同時(shí)也需大幅推動(dòng)綠色施工以促進(jìn)工程建筑在整個(gè)生命周期中的綠色發(fā)展。第2，需推動(dòng)綠色建材的研發(fā)和應(yīng)用，要加大對(duì)綠色建材的評(píng)價(jià)和鑒定力度，并持續(xù)性地推廣其在建筑工程中的使用，另外也建議在建筑工程中首選帶有綠色評(píng)價(jià)標(biāo)志的綠色建材。同時(shí)，在今后也可以實(shí)施一批探索結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)新模式和推廣綠色建材的示范項(xiàng)目，以便更好地促進(jìn)不同產(chǎn)業(yè)之間的互聯(lián)互通。第3，需制定依法治廢、減量化和資源化利用的管理制度，不斷完善建筑廢棄物的處理機(jī)制，以及持續(xù)推動(dòng)建筑廢棄物的回收、現(xiàn)場(chǎng)消化、填埋及相關(guān)運(yùn)輸工作，并注意加強(qiáng)對(duì)建筑垃圾回收利用的管理規(guī)范，以便能提高建筑垃圾的綜合利用率，推廣多種再生產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用[4]。

4.3 推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展

在建筑工程的全生命周期中，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展是實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的關(guān)鍵對(duì)策之一，因此需促進(jìn)建筑材料供應(yīng)鏈的協(xié)同發(fā)展，注意建立和完善建筑材料的環(huán)保與低碳標(biāo)準(zhǔn)，以便能夠推動(dòng)綠色建材的研發(fā)及其具體應(yīng)用來(lái)進(jìn)一步減少材料的碳排放，同時(shí)也可以建立材料供應(yīng)商與建筑企業(yè)之間的合作機(jī)制來(lái)共同推進(jìn)綠色供應(yīng)鏈的建設(shè)。同時(shí)，在施工過(guò)程中優(yōu)先采用先進(jìn)的施工技術(shù)和設(shè)備提高施工效率，進(jìn)一步減少能源消耗和碳排放，也可與建筑材料供應(yīng)鏈、設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)互相協(xié)同來(lái)提供符合施工要求的低碳建材，確保施工過(guò)程的低碳化。此外，在使用和運(yùn)行階段，可以通過(guò)建立建筑的智能化管理系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)設(shè)備來(lái)及時(shí)獲取建筑的能耗信息，并注意進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化和管理，這樣就能大幅減少建筑的能源消耗及其碳排放量，也可以提供符合運(yùn)營(yíng)要求的低碳建材，并提供相關(guān)的智能化管理技術(shù)和解決方案，以更好地實(shí)現(xiàn)建筑運(yùn)營(yíng)的低碳化。

4.4 注重人才培養(yǎng)

應(yīng)注重培養(yǎng)建筑工程低碳發(fā)展需要的人才：第1，建筑工程的低碳發(fā)展需涵蓋領(lǐng)域廣泛和綜合能力較強(qiáng)的專業(yè)人才，其中重點(diǎn)包括建筑設(shè)計(jì)師、工程師以及相關(guān)技術(shù)人員等，因此應(yīng)該加強(qiáng)學(xué)校教育低碳發(fā)展相關(guān)知識(shí)的職業(yè)培訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生及有關(guān)從業(yè)人員對(duì)低碳建筑、綠色建材和節(jié)能技術(shù)等方面的理解與綜合應(yīng)用能力。第2，需鼓勵(lì)和支持專業(yè)人才的繼續(xù)學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，因隨著科技的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，建筑工程領(lǐng)域的低碳發(fā)展也將不斷更新、演進(jìn)，需為專業(yè)人才提供持續(xù)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，其中重點(diǎn)包括參加培訓(xùn)班、學(xué)術(shù)交流和行業(yè)研討會(huì)等，讓他們能夠了解到最新的低碳技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)，并能夠應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目當(dāng)中。第3，低碳建筑的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)各種領(lǐng)域的專業(yè)人才及其團(tuán)隊(duì)進(jìn)行協(xié)作，因此應(yīng)該鼓勵(lì)不同專業(yè)背景的人才進(jìn)行跨學(xué)科的合作，并通過(guò)創(chuàng)新思維的進(jìn)一步交流碰撞，共同尋求低碳建筑的最優(yōu)解決方案。

4.5 實(shí)現(xiàn)智能化管理控制

低碳建筑須同時(shí)滿足宜居性、安全性和實(shí)用性原則，并營(yíng)造健康的居住和工作環(huán)境，使其成為人類社會(huì)的共同體，致力于改善民眾生活。隨著科技和網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，智能化也成為超低能耗建筑不可避免的趨勢(shì)[5]。

1）應(yīng)用智能設(shè)備可以體現(xiàn)高科技含量，提高建筑材料利用效率，減少能源消耗和廢物產(chǎn)生。同時(shí)，智能控制設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)建筑內(nèi)的供暖、照明系統(tǒng)、門禁等設(shè)備的狀態(tài)。

2）智能建筑整合多個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑內(nèi)多種設(shè)備的管理，包括監(jiān)控、報(bào)警、維護(hù)、資產(chǎn)和能源管理等功能。例如，數(shù)字化損傷檢測(cè)技術(shù)采用了圖像識(shí)別和人工智能（Artificial Intelligence，AI）等尖端算法，能應(yīng)用于古建筑的保護(hù)和維修，無(wú)須額外的人員和物力；利用AI 算法獲取和識(shí)別受損信息，能夠提高效率，減少運(yùn)營(yíng)成本和時(shí)間，同時(shí)提高建筑的經(jīng)濟(jì)效益和使用價(jià)值；運(yùn)用整體建筑物位移和智能檢測(cè)技術(shù)，成功克服了難度大、精度高的位移問(wèn)題；利用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)實(shí)現(xiàn)樓宇智能主動(dòng)維護(hù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析樓宇運(yùn)行規(guī)律，智能地實(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)，從而提高了運(yùn)營(yíng)效率，增強(qiáng)了安全保障。

4.6 推動(dòng)綠色能源的應(yīng)用和加強(qiáng)建筑節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新

低碳建筑的發(fā)展離不開(kāi)綠色能源的應(yīng)用，綠色能源則包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉矗瑧?yīng)用這些綠色能源可有效減少建筑的能耗和碳排放。第1，可推廣利用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)將太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能集熱器等設(shè)備廣泛應(yīng)用于建筑的熱水供應(yīng)系統(tǒng)中以減少對(duì)傳統(tǒng)能源的使用。第2，可以建設(shè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，利用風(fēng)能發(fā)電滿足建筑的用電需求。第3，可利用地?zé)崮苓M(jìn)行建筑的供熱和制冷來(lái)降低碳排放，進(jìn)一步推動(dòng)綠色能源的應(yīng)用和推動(dòng)綠色能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

通過(guò)加強(qiáng)建筑節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)新提高建筑的能源利用效率降低能耗和碳排放。

1）采用高效隔熱材料和高效節(jié)能設(shè)備，如保溫材料、節(jié)能燈具、智能照明控制系統(tǒng)等來(lái)減少能源的損耗。

2）利用建筑外保溫技術(shù)、太陽(yáng)能遮陽(yáng)技術(shù)、地下室利用技術(shù)、空氣凈化技術(shù)等進(jìn)一步提高建筑的能源利用效率。

3）利用建筑外圍空氣能熱泵系統(tǒng)、地埋管空調(diào)系統(tǒng)、太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)等新型節(jié)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑的能源自給自足，進(jìn)一步降低能耗和碳排放。

4）可通過(guò)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)對(duì)建筑的能源消耗和碳排放進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)，以便能夠提供更為合理的能源管理策略。

5 結(jié)語(yǔ)

為實(shí)現(xiàn)減少碳排放的目標(biāo)，應(yīng)積極推廣超低能耗建筑和近零能耗建筑，并發(fā)布相應(yīng)的建筑節(jié)能法規(guī)。根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，制訂節(jié)能準(zhǔn)則、技術(shù)規(guī)范和節(jié)能措施。同時(shí)，完善設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，全面提供工程技術(shù)支持。結(jié)合項(xiàng)目自身特點(diǎn)及規(guī)劃階段的氣候特征，選取適宜的超低能耗建筑技術(shù)措施。通過(guò)建筑布局的優(yōu)化、自然通風(fēng)與采光的考慮，以及選擇適合本工程的技術(shù)手段，制訂符合地方政策和標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)濟(jì)、安全、可靠、合理的超低碳建筑方案。