2021 年第 10 期 规划与设计 双碳目标下绿色建筑减碳路径研究 郁泽君 1 聂影 2 王瑶 2 郁达飞 3 （1. 天津大学建筑学院，天津 300000;2. 清华大学，北京 100000；3. 河北省城市更新促进中心，石家庄 050000） 摘　要　2019 年，习近平总书记提出我国将在 2060 年实现碳中和，建筑领域作为碳中和重要阵地，倍受各 方关注。其中，绿色建筑较于传统建筑本身具有绿色节能的效果。本文通过对国内外建筑减碳策略的相关 研究，在国家标准《建筑物碳排放计算标准》的基础上，选取相应工程实例对比同规格传统工艺建筑，最 终获得绿色建筑运维期间减碳路径。研究结果可为建筑领域的节能减排提供基础数据，并提出促进其可持 续发展的策略分析，为今后的政策制定及策略实施提供参考。 关键词　建筑领域 ；碳排放计算 ；碳达峰与碳中和 Abstract:September 2019, General Secretary Xi proposed that China would realize carbon neutrality by 2060. As an important link, the building industry has attracted much attention from all walks of scienty. Among them, Green Buildings have green and energy-saving effects compared with traditional ones. In this paper, based on the relevant research on building carbon reduction strategies at home and abroad, corresponding engineering examples were selected to compare with traditional buildings of the same specifications on the basis of the national "Standard for Building Carbon Emission Calculation", in the end, the carbon reduction path during the operation and maintenance of green buildings was obtained. The research results could provide basic data for energy conservation and emission reduction in the building industry and propose strategies to promote the sustainable development of the building industry, which can provide a reference for future policy formulation and strategy implementation. Keywords:building industry, carbon emission Calculation, carbon peak and carbon neutrality 的碳排放占比分别是 7.5% 和 6.1%，如图 1 所示， 一、研究背景 制造业和建筑业相对占比较高。因此，通过控制 在碳排放的相关研究中，全球建筑领域碳排 我国建筑领域碳排放，对优化产业结构，提高用 放合计占全球碳排放总量的 38% 左右，对于我国 能效率，实现国家层面降低碳排放的总目标具有 而言，建筑全生命周期中运行阶段碳排放量占我 举足轻重的意义。 国 碳 排 放 总 量 的 23% 左 右（2017 年 统 计 数 据 ）， 1. 国外研究现状 而建材生产的排放被归结为工业领域碳排放，占 国外对于建筑领域碳排放的相关研究可以追 我国碳排放总量的 28.3%。工业生产过程产生的 溯到 1998 年的 LMDI 因素分解法的发明，该方法 温室气体排放占 9.7%，此外交通运输和农业部门 主要用于分类处理数据集中值为零的情况，之后 被广泛应用于碳排放影响因素及其权重研究之中。 B.W.ANG[1] 等人利用 LMDI 法对新加坡、中国和韩 国的基础能源数据进行了研究。在每种情况下，用 四种方法对不同的能源或环境指标的变化进行分 解，并对得到的结果进行比较，获取了相对明确对 比结论。自此开启了分解法处理能源与环境相关项 目的分析。2005 年 Riccardo Battisti[2] 等人发现采用 太阳能系统等清洁能源可以有效控制建筑运行阶段 碳排放，但考虑其生产过程仍无法避免碳排放的情 图 1 中国各行业碳排放（2017） 数据来源 ：世界资源研究所（WRI） 况，他们对光伏应用的项目进行了评估，并且得出， 建筑使用光伏的环境回报时间比起预期寿命要短得 2021.10 / 15 2021 年第 10 期 规划与设计 国外 国内 《ISO14040 环境管理 - 全生命周期评价 - 原则与 框架》 《GB/T 24040-1999 环境管理生命周期评价原则与框架》 《ISO14041 环境管理 - 全生命周期评价 - 目标与 范围的确定，清单分析》 《GB/T 24041-2000 环境管理生命周期评价目标与范围的确定和 清单分析原则》 《ISO14042 环境管理 - 全生命周期评价 - 全生命 周期影响评价》 《GB/T 24042-2002 环境管理生命周期评价生命周期影响评价》 《GB/T 24043-2002 环境管理生命周期评价生命周期解释》 《GB/T 51366-2019 建筑碳排放计算标准》 表 1 国内国外主要评价标准汇总 多，因此可以采取光伏混合的系统进一步降低环境 周期评估是一种评估产品整个生命周期 ( 即从原材 回报时间。 料获取、生产和使用阶段到废物管理阶段 ) 所使用 建筑全生命周期（LCA）的定义，2009 年由 [3] Finnveden G 等人进行深入的概念化的解释 ：生命 序 号 年代 （年） 的环境影响和资源的工具。文中强调了一些问题， 比如计算范围和系统边界的划分，并且提出不同建 主要研究内容 建筑碳排放量化 [6] 1 2009 李云舟 等对于城市内绿色建筑住宅小区的成本增量进行了计算，证明了通过增加前期投入提高建 筑能效可以有效实现初期成本快速回收。 2 2011 张陶新 [7] 等人通过建立中国城市建筑碳排放的数学模型将建筑全生命周期分为材料、建造、使用、拆除、 处置、回收等六个阶段，并分别进行碳排放计算，并把碳排放分为直接碳排放和间接碳排放。 3 2012 袁蒂 [8] 通过对保定地区交通情况进行深入分析，运用灰色马尔科夫模型对需求量进行了进一步预测， 运用 LDMI 模型对影响碳排放量的因素进行分析，形成了一套相对完善的碳排放追踪方法。 4 2013 韦蕙兰 [9] 等以社区管理理论为基础对农村碳排放问题进行了深入研究，提出农村社区是一种实现生 态资源管理和自然资源保护的有效途径，其得以顺利运行的关键在于基于合作、本土经验和可扩展边 界的社区管理模式，并通过以社区为单位进行碳排放计算，以解决农村碳排放上涨的负外部性因素。 建筑碳排放追踪 [10] 5 2014 曾杰 等对建筑材料中的卫生陶瓷碳足迹进行追踪从原材料开采、原料运输、生产、产品运输等四 个方面分别进行了清单分析，并得出卫生陶瓷碳排放中生产过程的碳排放比率最高，其具有的优化空 间也更大。 6 2014 王侃宏 [11] 等对北方供暖地区既有建筑改造项目碳排放足迹追踪计算进行了量化研究，表明碳排放追踪计 算中需要对计算边界进行进一步明确，形成基准线和计算系数的统一，不同的计算方法其结果千差万别。 2015 李静 [12] 等在对建筑工程碳排放核算过程中得出，工房全生命周期碳排放主要集中在运行阶段，占总 排放量的 91.47%，其次是建材生产以运输阶段，占总排放量的 7.83%，因此建筑物的运行阶段碳排 放是建筑全生命周期建筑碳排放的重点研究角度，也是降低建筑领域碳排放重点处理对象。 建筑碳排放模型探索 7 气候、环境等存在差异对碳排放核算的影响 [13] 2016 尚春静 等对海南省建筑业碳排放进行了核算分析以及预测，结合海南省植被覆盖高，具备发展低 碳经济天然优势的特点，建议政府提出建筑也政策引导，提出明确建筑领域碳排放责任加强碳足迹监 督，建立科学合理评估机制；统筹建筑业关联工业领域低碳化发展，落实绿色施工；重视植物在固碳 工作中的重要性，在保持现有植被覆盖的同时尽可能提高植被覆盖率，增加碳固化量。 9 2017 刘晴川 [14] 等在对重庆市二氧化碳排放峰值预测中根据重庆气候特点采用了 IPCC 方法 1 对重庆市 1997-2012 年碳排放进行核算，同时使用 LMDI 因素分解法将影响碳排放因素分解为：人口、人均 GDP、产业结构、能源结构、能源强度、碳排放系数，最后得出重庆全领域碳排放峰值在基准模式下， 预计在 2035 年达峰，且提高能源能效以及清洁能源比例可以有效地缩短重庆市碳排放达峰时间，为 之后碳中和争取宝贵空间。 10 2021 张赫 [15] 等通过对不同规模城市碳排放进行研究，发现城市规模以及市政基础设施建设情况是影响城 市碳排放的重要因素，城市的空间形态对整体碳排放其负向作用。 8 表 2 国内现有碳排放研究 16 / 2021.10 2021 年第 10 期 规划与设计 筑材料在不同地区存在系数变化情况的问题，认为 二、建筑碳排放核算案例分析 应该创造统一的数据库来规范化运算建筑各项参 数。不同国家对于全生命周期的规定略有不同，政 1. 项目基本情况 策汇总如表 1。 本项目位于我国北方某市开发区，获得三星级 在碳排放核算统计方面，当前主流的两种方法 绿色公共建筑认证，其用地性质为教育科研用地。 为能值分析和碳足迹追踪。其中，碳足迹追踪通过 工程采用了钢筋混凝土框架 - 剪力墙结构形式，工 对目标物全生命周期碳排放进行综合分析，其准确 程在节能环保方面的应用较多，如地源热泵技术、 性和稳定性皆获得了国内外相关研究的认可。建筑 外墙外保温、外窗外遮阳技术、种植屋面技术、屋 物碳足迹追踪方面，2013 年 P