“雙碳”目標下建筑領(lǐng)域低碳治理改革路徑

許凱

關(guān)鍵詞：低碳建筑“雙碳”目標 治理改革 可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號：D920.0;F124.3 文獻標識碼：A 文章編號：1679-3567（2023）10-0046-03

“雙碳”目標是我國政府應(yīng)對氣候變化重大舉措，旨在實現(xiàn)碳達峰和碳中和，對全球氣候具有深遠影響。建筑業(yè)作為主要碳排放來源之一，扮演著關(guān)鍵角色。建筑領(lǐng)域碳排放主要來自建筑物能源消耗、建筑材料生產(chǎn)、施工和運營，其碳排放周期從設(shè)計、建設(shè)到運營和維護。因此，低碳治理改革在建筑領(lǐng)域尤為重要，需要綜合考慮各個環(huán)節(jié)來減少碳排放。

1“雙碳”目標背景和建筑領(lǐng)域碳排放分析

1.1“雙碳”目標背景

“雙碳”目標背景是全球氣候變化問題緊迫性。氣候科學(xué)家已經(jīng)警告，全球氣溫升高將導(dǎo)致極端天氣事件增多、海平面上升、生態(tài)系統(tǒng)破壞和社會不穩(wěn)定。因此，各國政府都在積極尋找途徑來減少碳排放，以應(yīng)對氣候變化。

我國政府在這一背景下提出“雙碳”目標，表明我國愿意在全球氣候行動中發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用。“碳達峰”目標要求我國盡快在2030年代內(nèi)實現(xiàn)碳排放峰值，并在此后逐步減少?！疤贾泻汀蹦繕藙t意味著我國將在2060年之前實現(xiàn)凈零碳排放。這一承諾不僅有助于減緩氣候變化，還為我國可持續(xù)發(fā)展提供新機會。

1.2建筑領(lǐng)域碳排放來源

建筑領(lǐng)域碳排放主要來自以下幾個方面：建筑物的能源消耗，如供暖、冷卻、照明和電器設(shè)備；建筑材料的生產(chǎn)，尤其是水泥、鋼鐵和磚塊等材料高能耗和高碳排放過程；建筑施工階段碳排放，包括機械設(shè)備使用、運輸和建筑工程廢棄物處理；建筑物在運營和維護過程中能源使用和設(shè)備維護。老舊建筑通常能效較低，需要更多能源來維持舒適條件，從而增加了能源消耗。建筑領(lǐng)域碳排放問題涵蓋多個環(huán)節(jié)和利益相關(guān)者，所以，制定有效低碳治理策略至關(guān)重要。

1.3建筑領(lǐng)域碳排放影響因素

建筑領(lǐng)域碳排放受多種因素影響，如建筑用途、建筑年齡、建筑使用率、供能方式、建筑維護質(zhì)量、用戶行為以及經(jīng)濟因素。不同類型的建筑用途，如住宅、辦公樓、醫(yī)療設(shè)施等，碳排放特征各不相同。老舊建筑通常能效較低，需要更多能源來維持舒適條件，碳排放水平較高。建筑使用率和占用率對能源需求和碳排放也會產(chǎn)生重要影響，高度使用的建筑需要更多供暖、照明和冷卻，從而增加碳排放。建筑所采用的能源供應(yīng)方式也直接影響碳排放，使用清潔能源如太陽能、風(fēng)能以及地源熱泵等能夠顯著減少碳排放。建筑的維護質(zhì)量和周期性維護對能源效率和設(shè)備性能至關(guān)重要，定期維護和設(shè)備升級可以降低碳排放。建筑居住者或使用者的行為也會影響碳排放，如控制溫度、開關(guān)燈光等。提高用戶節(jié)能意識和行為習(xí)慣可以降低碳排放。建筑業(yè)的發(fā)展也常受經(jīng)濟因素影響，如投資、市場需求和物價波動，經(jīng)濟狀況對建筑領(lǐng)域碳排放產(chǎn)生間接影響。各種因素相互關(guān)聯(lián)，共同決定建筑領(lǐng)域的碳排放水平。因此，在制定低碳治理改革策略時，需要綜合考慮多樣化影響因素，以制定切實可行的舉措來減少碳排放。

2低碳治理改革路徑和策略

2.1發(fā)展綠色低碳建材

推動減碳過程中的一種途徑是通過開發(fā)更環(huán)保的新型低碳建材，特別是在建材生產(chǎn)階段進行技術(shù)升級。在建筑領(lǐng)域的碳減排策略中，降低建筑材料的碳排放是一個關(guān)鍵方面。

水泥制造在建筑材料工業(yè)中是主要的碳排放來源之一。截至2020年，水泥制造占全國碳排放總量的13%，同時也貢獻了建筑材料碳排放的41%。因此，實現(xiàn)碳中和的目標需要特別關(guān)注水泥制造過程中的碳減排措施。除了采用替代原材料的技術(shù)外，還需要不斷研發(fā)新型低碳水泥品種，并推廣使用低碳膠凝材料。

另一方面，高性能混凝土材料也正在成為低碳建筑的新趨勢。與傳統(tǒng)建筑混凝土相比，高性能混凝土具有諸多優(yōu)勢，如減少水泥用量、提高耐久性、減少二氧化碳排放等。舉例來說，可以使用生物纖維等環(huán)保材料來替代石灰石原料，從而制造漢麻混凝土，降低水泥使用量。此外，通過引入新型材料，超高性能混凝土（UHPC）和高延性混凝土（HDC）可以增強混凝土的硬度，提高其耐久性。

2.2綠色低碳建造方式

2.2.1驅(qū)動裝配式建筑發(fā)展，提高鋼結(jié)構(gòu)比例

在綠色低碳建筑理念的指導(dǎo)下，政府正在積極推動裝配式建筑的發(fā)展，并逐步提高了鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的比例。

與傳統(tǒng)的現(xiàn)場澆筑相比，裝配式建筑具有多項顯著優(yōu)勢，包括降低材料使用量、縮短工程周期以及減少廢棄物產(chǎn)生。這些特點與綠色建筑的核心原則高度一致，因此政府正在積極支持和推廣這種建筑方式，以實現(xiàn)碳減排和可持續(xù)發(fā)展的目標。同時，政府也鼓勵增加鋼結(jié)構(gòu)在裝配式建筑中的應(yīng)用比例，因為鋼結(jié)構(gòu)通常具有較高的強度和可持續(xù)性，有助于提高建筑的抗震性和減少碳排放。

我國政府正在逐步促進與裝配式建筑相關(guān)的產(chǎn)業(yè)快速增長，這也反映在逐年增加的新開工面積上。截至2020年，全國新開工的裝配式建筑總面積達到6.3億m²。預(yù)計到2025年，相對于傳統(tǒng)的現(xiàn)場澆筑建筑，裝配式建筑有望減少碳排放達到2663萬t。這一趨勢表明：裝配式建筑在我國的發(fā)展前景廣闊，并將在碳減排和可持續(xù)建設(shè)方面發(fā)揮重要作用。

裝配式鋼結(jié)構(gòu)被視為一種具備可持續(xù)性和可循環(huán)利用性的綠色建筑方法，在未來預(yù)計將逐漸增加其在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用比例。盡管目前混凝土裝配式建筑的建造成本略低于鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑，但在我國的裝配式建筑中，混凝土結(jié)構(gòu)仍占據(jù)相當大的份額。然而，混凝土裝配式建筑在建造過程中仍存在一些技術(shù)方面的不足，此外，混凝土結(jié)構(gòu)的制造會消耗大量資源，并在拆除后可能產(chǎn)生建筑垃圾，這與綠色低碳發(fā)展理念不符。因此，未來的發(fā)展方向?qū)⒏幼⒅靥岣咪摻Y(jié)構(gòu)裝配式建筑的比例，以促進可持續(xù)和環(huán)保的建筑發(fā)展。

鋼結(jié)構(gòu)作為一種高延性材料，在抗震性能方面表現(xiàn)出卓越的特點，而且其重量僅相當于混凝土的500%～60%，因此基礎(chǔ)建設(shè)成本較低，具有優(yōu)越的經(jīng)濟性。此外，鋼結(jié)構(gòu)也被歸類為可循環(huán)再利用的材料，在拆卸后可以進行多次回收利用，更符合綠色環(huán)保原則。以住宅領(lǐng)域為例，與一些發(fā)達國家相比，我國目前的住宅中鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用率相對較低，未來具備較大的發(fā)展?jié)摿Γ梢酝苿痈噤摻Y(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用，以提升建筑的抗震性能和可持續(xù)性，降低建設(shè)成本。

2.2.2推進光伏建筑一體化

在“雙碳”要求的背景下，光伏建筑一體化（BIPV）呈現(xiàn)出巨大的市場潛力，擁有廣泛的應(yīng)用前景。BIPV與建筑物同時進行設(shè)計、施工和安裝，形成太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，不僅具備電力發(fā)電功能，還擔(dān)當建筑構(gòu)件和材料的角色，實現(xiàn)了與建筑的無縫融合。

目前，BIPV仍然處于起步階段，其全球總裝機容量僅占光伏市場的大約1%。截至2021年底，我國擁有巨大的潛在BIPV市場，已有建筑面積可安裝光伏容量高達400 GW，每年新竣工建筑面積還可以額外安裝40 GW的光伏容量，市場潛力達到千億元。因此，BIPV已經(jīng)成為我國實現(xiàn)“雙碳”目標的重要趨勢之一。

2.2.3“光儲直柔”供配電技術(shù)

在供給端，采用“光儲直柔”新型建筑供配電技術(shù)，旨在提高建筑電氣化水平，解決建筑行業(yè)資源消耗和排放問題。這包括太陽能光伏、分布式儲能、直流配電和柔性交互等四項關(guān)鍵技術(shù)，可將可再生能源引入建筑電力供應(yīng)系統(tǒng)，減少對傳統(tǒng)能源的依賴，提高能源利用效率，降低碳排放。

2.3建筑廢棄物資源化處理

建筑的整個生命周期末段，需要對建筑廢棄物進行資源化處理，以實現(xiàn)資源有效利用和環(huán)境保護雙贏。

目前，我國仍主要采用相對簡單和低成本的填埋處理方式，導(dǎo)致資源化回收處理的轉(zhuǎn)化率相對較低。我國的建筑垃圾資源回收利用流程通常包括垃圾分類、回收處理和再生處理。在再生處理階段，建筑垃圾如混凝土、磚塊和石材可以按不同的配比和尺寸制成再生骨料，進而制造再生磚、無機材料等，以進行二次利用。

對于那些無法完全消除的碳排放，可采用碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)以及生態(tài)碳固定等方法，以建立碳匯，推動建筑領(lǐng)域的碳減排。發(fā)展CCUS技術(shù)在未來實現(xiàn)建筑碳中和方面具有關(guān)鍵性作用。例如：通過應(yīng)用二氧化碳礦化技術(shù)來進行混凝土養(yǎng)護，可以縮短混凝土的初始凝固時間、提高抗壓強度，并減少水泥的使用量。

2.4建筑運營智能化

在建筑的運營管理層面，推進建筑樓宇的智能化轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)節(jié)能和提高效率的重要方法，通過建立自動化的節(jié)能系統(tǒng)來減少碳排放。

為實現(xiàn)智能化的建筑樓宇，可以建立樓宇自動化系統(tǒng)BAS。這個系統(tǒng)通常包括5個主要子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)都有其特定用途和功能。空調(diào)暖通控制系統(tǒng)監(jiān)測和調(diào)節(jié)建筑內(nèi)的空氣質(zhì)量、溫度和通風(fēng)，以提高舒適度并減少能源消耗。配電控制系統(tǒng)實時監(jiān)測電力負載，確保電力系統(tǒng)的高效和安全運行。電梯控制系統(tǒng)通過自動化調(diào)度和運行，減少等待時間和電梯空載運行，提高電梯效率。給排水控制系統(tǒng)管理水資源的使用和水質(zhì)監(jiān)測，以減少浪費和優(yōu)化污水處理。智能照明控制系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)光照和需求自動控制照明設(shè)備，減少電能消耗。這些系統(tǒng)的整合和自動化管理提高建筑的能效和舒適性，降低運營成本，有助于達到環(huán)境保護和資源節(jié)約雙重目標。

3案例研究

我國在低碳建筑領(lǐng)域已經(jīng)取得令人矚目的成就，為實現(xiàn)“雙碳”目標積累寶貴經(jīng)驗。以北京的中國尊大廈為例，該建筑采用多項綠色建筑技術(shù)，包括高效隔熱材料和太陽能電池板的應(yīng)用，這些舉措顯著改善建筑能源效率和減少碳排放水平。我國還在積極推動Pas-sive House（被動房）標準，這是一種極低能耗建筑標準，具有良好通風(fēng)系統(tǒng)和有效隔熱，能最大程度地減少能源需求。

國際上也有許多成功的低碳建筑項目，我國可以借鑒其中經(jīng)驗。位于丹麥的CopenHill項目將垃圾焚燒廠轉(zhuǎn)化為多功能建筑，如滑雪坡道和公共花園。該項目采用可再生能源供電，并通過高效能源利用實現(xiàn)零碳排放。另外，荷蘭的威廉亞歷山大醫(yī)院采用地源熱泵和太陽能光伏系統(tǒng)，實現(xiàn)減少溫室氣體排放和能源自給自足的目標。

4政策建議

在實現(xiàn)“雙碳”目標背景下，建筑領(lǐng)域需要采取一系列政策和實踐措施來降低碳排放。政府應(yīng)加強建筑能效法規(guī)，確保新建筑和現(xiàn)有建筑都達到更高能源效率標準。政府應(yīng)該制定更為嚴格的能源效率標準、建立建筑節(jié)能認證體系，并促進能源效率技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用，以實現(xiàn)這一目標。建立全面碳排放監(jiān)測和報告體系也可以保證建筑行業(yè)碳排放情況具有透明度和可控性。這有助于企業(yè)監(jiān)測其碳足跡、發(fā)現(xiàn)改進的機會，并向政府和社會公眾報告其碳排放數(shù)據(jù)。政府還應(yīng)積極鼓勵建筑物安裝太陽能、風(fēng)能和其他可再生能源系統(tǒng)，減少對化石燃料的依賴。為此，可以提供可再生能源發(fā)電補貼和制定政策來促進分布式能源系統(tǒng)發(fā)展。政策建議有利于推動建筑領(lǐng)域低碳治理改革，實現(xiàn)“雙碳”目標，并促進建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。政府、行業(yè)和社會各界的合作，可以更好地應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)，減少碳排放，創(chuàng)造更加可持續(xù)建筑環(huán)境。

5結(jié)語

我國政府提出的“雙碳”目標在建筑領(lǐng)域低碳治理改革方面具有重要意義。本文討論了“雙碳”目標的背景，分析了建筑領(lǐng)域碳排放的來源和影響因素，并提出了多項策略，包括發(fā)展綠色低碳建材、推廣綠色低碳建造方式、資源化處理建筑廢棄物、推進建筑運營智能化等。通過案例研究，國內(nèi)外已經(jīng)有成功的低碳建筑項目，為我國提供了寶貴的經(jīng)驗和啟發(fā)。政府應(yīng)采取一系列政策舉措，促進建筑領(lǐng)域的碳減排，包括強化能源效率法規(guī)、建立全面碳排放監(jiān)測體系、鼓勵可再生能源應(yīng)用等。這些政策建議有助于實現(xiàn)“雙碳”目標，減少碳排放，提升建筑質(zhì)量，促進可持續(xù)城市發(fā)展，為全球氣候行動貢獻力量。