“雙碳”背景下農(nóng)村住宅使用階段低碳路徑

重慶科技學(xué)院建筑工程學(xué)院 趙文涵

由于大量溫室氣體排放所引發(fā)的氣候問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題以及生態(tài)問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，如何減少碳排放、保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境、推動(dòng)人類(lèi)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展，成為了全世界討論的熱門(mén)話題。為有效降低溫室效應(yīng)帶來(lái)的不利影響，維護(hù)地球生態(tài)環(huán)境，我國(guó)于2020 年9 月在第75 屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布，中國(guó)力爭(zhēng)2030 年前二氧化碳排放達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。碳達(dá)峰是指在某一時(shí)刻二氧化碳的排放量不再增長(zhǎng)，達(dá)到頂峰，之后逐步下降。碳中和是指在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳排放總量，通過(guò)植樹(shù)造林、節(jié)能減排等方式，抵消二氧化碳排放量，實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放。目前，“雙碳”目標(biāo)已上升為國(guó)家戰(zhàn)略，與各行各業(yè)休戚相關(guān)，建筑業(yè)亦是如此。

一、建筑碳排放現(xiàn)狀

《中國(guó)建筑能耗研究報(bào)告（2020）》顯示，我國(guó)建筑領(lǐng)域所產(chǎn)生的碳排放占全國(guó)總量的51.3%，減少建筑業(yè)的碳排放已被認(rèn)為是消除氣候變化負(fù)面影響的最重要和最有效的途徑之一。該報(bào)告指出，在我國(guó)所有建筑中城鄉(xiāng)住宅碳排放的比例達(dá)80.86%，成為建筑業(yè)碳排放的主要來(lái)源。住宅使用過(guò)程的碳排放具有長(zhǎng)期性、穩(wěn)定性等特點(diǎn)，占居住建筑全生命周期碳排放的80%[1]，因此，降低住宅使用階段的碳排放，對(duì)改善環(huán)境以及我國(guó)建筑領(lǐng)域減排都有著積極作用。相較于研究成果豐富的城市住宅碳排放，農(nóng)村地區(qū)的相關(guān)研究仍然匱乏?！半p碳”背景下，尋找農(nóng)村住宅的低碳路徑，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)的“雙碳”目標(biāo)意義重大。

二、影響農(nóng)村住宅使用階段碳排放的因素

（一）主觀因素

1、節(jié)能意識(shí)。由于農(nóng)村青壯年多外出打工，農(nóng)村地區(qū)的人口主要由老人和孩童構(gòu)成，該類(lèi)人群普遍節(jié)能意識(shí)較差，對(duì)低碳節(jié)能常識(shí)缺乏了解，尤其是農(nóng)村地區(qū)的老年人口為節(jié)約開(kāi)支，仍存在燒煤取暖、燒柴做飯等高污染排放行為。因此，節(jié)能意識(shí)是影響住宅使用階段碳排放的基礎(chǔ)條件，若無(wú)法形成良好的低碳意識(shí)，后續(xù)所引起的各種行為也將會(huì)導(dǎo)致碳排放量顯著增加。

2、采暖與降溫方式。農(nóng)村地區(qū)采暖的方式主要有：土火炕、電熱扇、制熱空調(diào)和火爐子，其中土火坑和火爐子是常見(jiàn)的形式。土火坑在北方農(nóng)村較為常見(jiàn)，它用泥土塊砌成，中間掏空可以燒柴火供冬天取暖。火爐取暖的方式廣泛存在于各地農(nóng)村地區(qū)，燃料主要以焦炭塊或蜂窩煤球?yàn)橹?，不僅可用于做飯還能為屋內(nèi)一定面積供暖。土火坑和火爐取暖因價(jià)格低廉頗受農(nóng)村居民喜歡，但燃料經(jīng)過(guò)燃燒會(huì)釋放大量二氧化碳對(duì)環(huán)境造成破壞，而空調(diào)和電熱扇僅消耗電能對(duì)碳排放的影響相對(duì)較小。

3、用能行為習(xí)慣。如今，不少地區(qū)農(nóng)村居民在生活中仍習(xí)慣于使用煤炭、石油等高污染能源，長(zhǎng)此以往會(huì)導(dǎo)致住宅使用階段碳排放量顯著增加。然而，目前清潔可再生能源在農(nóng)村地區(qū)推廣困難重重，一方面，由于居民長(zhǎng)期形成的用能習(xí)慣難以糾正；另一方面，清潔可再生能源價(jià)格頗高，居民難以接受。

4、家庭電器情況。相關(guān)研究表明，住宅使用階段碳排放來(lái)自冰箱、空調(diào)、采暖、生活熱水、炊事、照明及其他電器設(shè)備共同能耗。通過(guò)對(duì)空調(diào)、照明、生活熱水、炊事等碳排計(jì)算，得出其單位面積年碳排放指標(biāo)分別為0.0139t、0.0011t、0.0083t、0.001t，其中空調(diào)和其他電器能耗碳排放分別占比56%和33%[2]。因此，空調(diào)引起的能源消耗是住宅能耗的最主要組成部分，同時(shí)能耗電器的數(shù)量越多其能耗越大，正常使用情況下碳排放也越多，可見(jiàn)家庭電器對(duì)使用階段的碳排放影響是顯而易見(jiàn)的。

5、家庭生產(chǎn)活動(dòng)。不同家庭對(duì)生產(chǎn)功能提出了不同的需要，常見(jiàn)的主要有：飼養(yǎng)家禽的功能，各類(lèi)作物的種植功能，食品、紡織品等二次加工功能等。其中飼養(yǎng)和種植過(guò)程中使用的農(nóng)藥、化肥、柴油、汽油等均會(huì)釋放二氧化碳，而加工功能用到的機(jī)械設(shè)備和產(chǎn)生的大量電能，都會(huì)明顯增加住宅使用階段的碳排放。

（二）客觀因素

1、住宅特點(diǎn)。農(nóng)村住宅特點(diǎn)主要包括：建筑修建年代、建筑朝向、建筑面積、建筑類(lèi)型等，農(nóng)村住宅多為農(nóng)民自建房，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)，同時(shí)也未執(zhí)行國(guó)家有關(guān)建筑節(jié)能的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致其碳排放問(wèn)題較城市住宅而言更為突出。首先，年代久遠(yuǎn)的建筑墻體和屋面保溫性能差，在日常生活中能耗也更多。新建建筑使用了新材料、新設(shè)計(jì)、新施工工藝等，對(duì)節(jié)約能耗起到了一定作用。隨著建筑的老化，其能耗水平也會(huì)發(fā)生變化，老化年限不同其造成能耗差異的速率和水平也不同。可見(jiàn)，住宅年代是影響使用階段碳排放的因素之一。其次，由于地球公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的影響，不同朝向的建筑，在不同時(shí)間和季節(jié)接受到的太陽(yáng)輻射量也不同，在冬季朝南的墻體表面太陽(yáng)日輻射量最大，在夏季朝東、西向墻體表面太陽(yáng)日輻射量最大，南向卻偏小[3]。所以農(nóng)村住宅的不同朝向所引起采光、日輻射量的差異，會(huì)造成其能耗和碳排放的不同。再次，建筑面積越大的住宅表明其房間數(shù)量更多，空間也更大。面積更大的房屋家電設(shè)備也相應(yīng)更多，冬季采暖和夏季降溫的能耗也更大，引發(fā)的碳排放量也就更多。最后，目前農(nóng)村住宅常見(jiàn)的類(lèi)型有：磚木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)，這三種結(jié)構(gòu)建筑在進(jìn)行運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的碳排放量可以占到整個(gè)碳排放總量的90%以上[4]。其中，木結(jié)構(gòu)建筑碳排放量是最少的。由此可見(jiàn)，不同的住宅類(lèi)型也會(huì)對(duì)使用階段的碳排放量產(chǎn)生影響。

2、家庭情況。家庭情況主要由以下幾個(gè)方面構(gòu)成：家庭平均年齡、家庭人口數(shù)、家庭收入和家庭文化水平等。家庭平均年齡反映了家庭成員的構(gòu)成情況，不同年齡的人群有著不同的生活方式和家用設(shè)備使用觀念，都會(huì)影響住宅的能耗，從而引發(fā)碳排放的不同。家庭人口數(shù)量是影響住宅使用階段碳排放的重要因素。家庭人口數(shù)量多則使用家用設(shè)備的頻率高，引起的碳排放量大。收入高的家庭往往會(huì)對(duì)居住品質(zhì)和環(huán)境有著更高的追求，在家庭能耗設(shè)備配置及使用時(shí)間上都比低收入家庭更多，從而導(dǎo)致使用階段的碳排放增加，而低收入家庭可支配收入有限，節(jié)約觀念也會(huì)更強(qiáng)，日常生活中也會(huì)注重對(duì)能耗的節(jié)約。

3、氣候條件。我國(guó)是一個(gè)陸地面積廣闊、氣候差異大的國(guó)家，不同地區(qū)的氣候條件各有特點(diǎn)，尤其是南北、沿海和內(nèi)陸地區(qū)的氣候差異也導(dǎo)致了住宅碳排放有著顯著的地域區(qū)別。北方地區(qū)由于冬季氣候嚴(yán)寒，為取暖而大量燃燒煤炭、木材等燃料，引起碳排放增多。不少南方地區(qū)夏季高溫酷暑長(zhǎng)達(dá)數(shù)月，空調(diào)制冷引起的碳排放量會(huì)顯著增加。在四季氣溫溫和的地區(qū)，對(duì)于降溫和采暖的需求不大，受氣候引發(fā)的碳排放也較少。農(nóng)村住宅在使用階段會(huì)因氣候不同而導(dǎo)致碳排放量存在明顯的地域性差異。

三、農(nóng)村住宅使用階段減排策略

（一）加強(qiáng)新能源開(kāi)發(fā)

電能是我國(guó)住宅使用的傳統(tǒng)能源，目前以火力發(fā)電為主，而在發(fā)電過(guò)程中所產(chǎn)生的間接碳排放是構(gòu)成使用階段碳排放的重要成因。新能源的開(kāi)發(fā)與利用在我國(guó)尚處于起步階段，普及程度不高、利用效率低?；诖爽F(xiàn)狀，加強(qiáng)農(nóng)村住宅中太陽(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能等新能源的開(kāi)發(fā)，改變以電能為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，可極大緩解住宅建筑使用階段的碳排放。同時(shí)在電能的開(kāi)發(fā)上不能僅依靠傳統(tǒng)的火力發(fā)電模式，要積極發(fā)展太陽(yáng)能、水電、風(fēng)電、核能發(fā)電等新能源發(fā)電形式，減少電力的碳排放系數(shù)。如，不少北方省份日照時(shí)間長(zhǎng)、輻射強(qiáng)，太陽(yáng)能資源豐富，非常適合發(fā)展光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)。

另外，還需因地制宜發(fā)展適合本地區(qū)的能源，著力調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，尤其是北方集中采暖地區(qū)，降低各地對(duì)原煤等化石能源的依賴(lài)，鼓勵(lì)各省份根據(jù)自身資源優(yōu)勢(shì)開(kāi)發(fā)使用新型清潔能源[5]。如，西北地區(qū)的地?zé)崮茉促Y源豐富，近年來(lái)關(guān)中地區(qū)已開(kāi)始探索地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)與利用，利用地?zé)崮芸梢越鉀Q平時(shí)居民的生活熱水問(wèn)題，同時(shí)還能滿足冬季取暖和夏季降溫的作用，也可顯著降低對(duì)高污染能源的消耗，達(dá)到碳減排的效果[6]。

（二）做好前期設(shè)計(jì)

住宅前期設(shè)計(jì)對(duì)住宅使用階段的節(jié)能減排作用顯著。農(nóng)村住宅普遍使用年限長(zhǎng)，碳排放周期也長(zhǎng)，通過(guò)合理的前期設(shè)計(jì)不僅能降低碳排放，還能提高居住舒適性。首先，前期設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)最大限度地考慮地形和自然的采光通風(fēng)，使住宅充分利用自然光實(shí)現(xiàn)照明，減少電能消耗。其次，根據(jù)自然通風(fēng)原理合理布置門(mén)窗，使建筑本身能夠很好地利用夏季的主導(dǎo)風(fēng)向降低室內(nèi)溫度，降低制冷設(shè)備的使用，達(dá)到碳減排的目的[7]。再次，設(shè)計(jì)時(shí)還需充分考慮建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性，如，采用保溫性能好的發(fā)泡水泥、酚醛泡沫、玻璃棉等材料，提升冬季室內(nèi)溫度。最后，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)貫徹低碳理念，對(duì)住宅的平面功能劃分、空間構(gòu)成、室內(nèi)外環(huán)境等進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。采取相應(yīng)的技術(shù)優(yōu)化空間布局，合理設(shè)置住宅的生產(chǎn)功能。

（三）選用低碳節(jié)能家電

家電節(jié)能方面，應(yīng)該大力推廣高效節(jié)能家電的使用，政府部門(mén)也應(yīng)給予一定財(cái)政補(bǔ)貼。對(duì)于照明而言，應(yīng)該加快開(kāi)發(fā)新型緊湊型的熒光燈、ELD燈、金屬鹵化物燈和太陽(yáng)能照明，并積極推廣使用。

（四）推廣節(jié)能住宅

在建筑領(lǐng)域，碳中和路徑的核心是減少建筑運(yùn)行階段由于能源消耗引起的碳排放。因此，低能耗建筑和近零能耗建筑在碳中和背景下將成為主流。常見(jiàn)的節(jié)能住宅主要有低碳建筑與零碳建筑，推廣建造該類(lèi)住宅是實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域“雙碳”目標(biāo)較為有效的途徑。低碳住宅是指住宅的建造和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中盡可能降低污染能源的使用。零碳住宅是指在不消耗煤炭、石油、電力等能源的情況下，全年的能耗全部由場(chǎng)地產(chǎn)生的可再生能源提供。兩類(lèi)建筑目前在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)推廣開(kāi)，但在我國(guó)尤其是農(nóng)村地區(qū)尚無(wú)先例，也缺乏相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。因此，未來(lái)加強(qiáng)對(duì)節(jié)能住宅的研發(fā)與推廣是實(shí)現(xiàn)住宅使用階段碳減排的重要方式。

（五）提高節(jié)能意識(shí)

農(nóng)村居民是農(nóng)村生活的主體，他們的生產(chǎn)生活觀念、方式直接影響著碳達(dá)峰、碳中和建設(shè)的成敗。所以，積極倡導(dǎo)低碳的生活方式、消費(fèi)觀念，提高農(nóng)村居民的低碳意識(shí)，是十分重要且必要的工作，同時(shí)也是降低農(nóng)村生活碳排放的最根本方式[8]。目前，農(nóng)村地區(qū)居民受教育程度普遍不高，缺乏基本的環(huán)保知識(shí)，也是導(dǎo)致農(nóng)村住宅碳排放量較高的一大原因。政府應(yīng)該加大宣傳力度，通過(guò)報(bào)紙、雜志、宣講會(huì)、廣播等形式，向廣大農(nóng)村居民宣傳有關(guān)碳達(dá)峰、碳中和的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)開(kāi)展低碳宣傳教育，一方面，增強(qiáng)農(nóng)村居民的低碳意識(shí)，另一方面樹(shù)立正確的消費(fèi)觀念，努力倡導(dǎo)低碳生活方式，提高農(nóng)村居民對(duì)新能源使用的積極性。

（六）優(yōu)化住宅面積

農(nóng)村住宅多為農(nóng)民自建住宅，面積普遍偏大，居住人口少，人均住宅面積遠(yuǎn)高出城市住宅，引發(fā)了更多能耗的浪費(fèi)，導(dǎo)致碳排放量的增加。因此，在農(nóng)村地區(qū)更應(yīng)推廣中小戶型住宅建設(shè)，避免造成住宅面積的浪費(fèi)，減少住宅能耗引發(fā)的碳排放。

結(jié)語(yǔ)

“十四五”期間是建筑業(yè)低碳發(fā)展轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。建筑業(yè)作為我國(guó)碳排放的大戶，理應(yīng)走在前面，為我國(guó)碳減排做出表率?！半p碳目標(biāo)”和“新農(nóng)村建設(shè)”為實(shí)現(xiàn)低碳農(nóng)村住宅提供了良好的契機(jī)，應(yīng)繼續(xù)大力推進(jìn)農(nóng)村住宅的節(jié)能減碳專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)“雙碳目標(biāo)”助力。