建筑碳排放量下低碳建筑論文
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1低碳建筑的概念界定
氣候變化委員會（IPCC）指出，所謂的低碳建筑，就是能夠減少溫室氣體排放，從而降低碳排放量的建筑。它相對于普通建筑，可以更好的實現(xiàn)節(jié)能減排，降低建筑能耗。諸多報告指出低碳建筑應(yīng)該是與傳統(tǒng)建筑相比必須達到至少80%的溫室氣體減排要求的一類環(huán)保經(jīng)濟型建筑。同時，我國也對于低碳建筑進行了界定，指出該類建筑是一種能夠在建筑材料與設(shè)備制造、施工建造和建筑物使用的整個生命周期內(nèi)，減少化石能源的使用，提高能效，降低二氧化碳排放量的新型建筑。建筑節(jié)能具有很強的商品外部性，在推廣低碳建筑改造的過程中必然需要龐大的資金支持，因此可以說發(fā)展低碳建筑是一個動態(tài)的，循序漸進的過程，有效的政策導(dǎo)向和激勵是發(fā)展低碳建筑基礎(chǔ)。好的激勵政策能夠正確引導(dǎo)人們客觀看待低碳行業(yè)，并給予低碳建筑更大的發(fā)展空間，因此科學(xué)構(gòu)建衡量低碳激勵政策的評價方法，正確選擇政策評價工具，能夠有效的保證低碳建筑的經(jīng)濟效益，為政府實施各類激勵政策提供強有力的理論基礎(chǔ)。政策的提出能夠?qū)Φ吞冀?jīng)濟有一定的輔助和扶持作用，但政策能否正常運行，能否真的帶來收益性效果，我們還需要借助政策工具來評估其績效。我們可以通過幾種視角來對低碳經(jīng)濟政策的績效進行評價。
2建筑項目的全生命周期理論
我國也在運用不同的政策評價工具來衡量低碳政策的有效性。例如投入產(chǎn)出模型，凱恩斯系數(shù)等，希望能夠證明低碳建筑與社會經(jīng)濟之間的積極關(guān)系。筆者認為，建筑的碳排放量表現(xiàn)在建筑全壽命周期的一次性能源消耗中，因此可以以建筑項目的全生命周期理論為基礎(chǔ)計算建筑各階段的碳排放量，通過各階段的碳排放量對比，使決策者明確低碳建筑。生命周期理論是指產(chǎn)品從興起到結(jié)束，即從自然中來再回歸自然的一個過程。建筑工程的生命周期是從建筑的起步設(shè)計、施工，再到使用，最后廢棄拆除為止的一個過程。由于建筑項目的技術(shù)復(fù)雜，建造周期較長，并且風(fēng)險高，因此，對建筑進行生命周期劃分是至關(guān)重要的。本文將建筑劃分為4個階段，規(guī)劃設(shè)計階段，施工階段，運營維護，拆除階段。規(guī)劃設(shè)計階段，包括了建造前期的圖紙設(shè)計，建材選擇，交通運輸。施工階段和拆除階段可以由不同的施工方式來計算，運營維護階段包括了建筑使用過程中對各種類能源的消耗。近年來，國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域通過運用生命周期碳排放量的計算方法，基本對四個周期做出了一定的評估。大多數(shù)學(xué)者認為建筑的整個生命周期中運營維護過程中的碳排放量是最高的，大約在81%左右，此階段的碳排放量大多集中于供暖，照明和燃氣等設(shè)備的運行。而其他階段所占的碳排放比例相對較低，規(guī)劃和施工階段，大約占10%~15%，而拆除階段的碳排比率不超過20%。低碳建筑的核心就在于碳排放量比普通建筑少，建筑材料也大多運用環(huán)保綠色材料。通過該種計算方式可以有效的證明一個建筑是否符合低碳建筑標(biāo)準(zhǔn)，以及低碳建筑的優(yōu)勢所在。如果一個建筑在建造過程中運用了綠色環(huán)保材料，并且對其運營維護進行合理管理使得它的碳排放量低于其他的普通建筑，那么就可以有效證明該建筑屬于環(huán)保低碳建筑。因此以生命周期為理論基礎(chǔ)，可以幫助我們計算出每個環(huán)節(jié)的碳排放量，從而針對實際指標(biāo)來研究相應(yīng)的技術(shù)，制定相應(yīng)政策法規(guī)。
3基于全生命周期理論的碳排放量計算
我們可以通過一棟建筑四個階段的碳排放量之和來計算該棟建筑的二氧化碳的排放總量。假設(shè)CO2排放總量是E，周期內(nèi)的四個階段的碳排放量分別為設(shè)計規(guī)劃階段Em，建筑施工階段Ec，運行維護階段Eo和拆除階段Ed，那么就能得出：E=Ep+Ec+Eo+Ed由此可以得出單位面積的年碳排放量，即CO2排放量評價指標(biāo)C：C=E/（S*Y）其中，S代表某棟建筑的建筑面積，Y代表使用年限。（大多數(shù)資料表示，我國普通房屋的使用年限均為50年，即Y=50）以上兩個等式，不僅可以讓決策者明晰的看出每一階段的碳排放量，并且根據(jù)此數(shù)據(jù)制定相關(guān)政策，同時也可以作為衡量普通建筑和低碳建筑差異的標(biāo)準(zhǔn)之一。由于低碳建筑的碳排放量比普通建筑要小，等式中的總排放量和單一階段的排放量成正比關(guān)系，所以假如在某一階段融入了低碳技術(shù)使得碳排放量下降，建筑的總碳排放量也會隨之下降。建筑周期過程中四個階段均屬于變量，我們可以通過針對每一個階段的碳排放量進行詳細的計算，來推斷出建筑的哪個階段需要引用低碳技術(shù)，可以得到更多的政策扶持。首先，在第一階段設(shè)計規(guī)劃中，我們可以將其Ep分為兩個部分，由于設(shè)計規(guī)劃階段主要包括建筑材料的選擇和運輸，因此，我們可以使：EP=Em+Et其中Em代表各種建筑材料在用量選擇上的CO2排放量，例如水泥，玻璃，混凝土等。Em=Σδmi*δiδmi表示第i種建筑材料的用量，表示第i中建材單位CO2的排放系數(shù)。由于運輸過程中，與材料的重量，運輸工具類型和運輸距離相關(guān)。因此Et代表運輸過程中運輸工具所釋放的CO2量。Em=Σδmi*Li*ηδmi同樣表示第i中建筑材料的用量，Li代表第i種建材的運輸距離，而η則表示建材相對應(yīng)的運輸工具的CO2排放系數(shù)。第二階段，是建筑的施工制造階段，我們可以通過建筑施工量，以及建造過程中不同建筑方式的碳排放量來計算第二階段的碳排放總量，而此處的不同建筑方式是指在建造過程中所需的不同工種，例如打地基，施工地照明，樓層建設(shè)等。由此得出：Em=Σβci*σci表示該工程的建筑施工量，σci相應(yīng)施工方式的單位CO2排放系數(shù)。第三階段則是當(dāng)建筑建設(shè)完成之后，開始正式運營維護的階段。由于運營過程中，CO2的排放主要取決于建筑運行過程中的能耗，因此我們可以將能耗劃分為兩大類，第一類是電能消耗量，即針對照明，電器運行等一系列的消耗。另一類則是化石能源消耗量，即采暖，燃氣等一系列能源消耗。由此可以得出：Eo=Y*（Qe*fe+Qg*fg）Qe代表年耗電量，fe表示電力所產(chǎn)生的碳排放系數(shù)；Qg表示年耗氣量，同樣fg代表能源的碳排放系數(shù)。最后一個階段是拆除階段，與上述同理，也可以通過不同的拆除方式來劃分并且計算。Ed=Σβdi*σdi其中，βdi代表拆除建筑所需的施工量，σdi代表不同的拆除方式的單位CO2排放系數(shù)。
4我國的低碳政策
由于越來越多的人開始關(guān)注低碳概念，我國在低碳建筑和低碳經(jīng)濟領(lǐng)域也出臺了相關(guān)政策。2001年推出了我國第一部生態(tài)住宅評估手冊《中國生態(tài)住宅技術(shù)評估手冊》，通過對小區(qū)在環(huán)境規(guī)劃，能源環(huán)境節(jié)約，室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，材料與能源方面對住宅進行評估。2004年清華大學(xué)建筑學(xué)院等8個單位完成了《綠色奧運建筑評估體系》（GOBAS)；2005年北京地方標(biāo)準(zhǔn)《綠色建筑評估標(biāo)準(zhǔn)》及上海、深圳等地方性綠色建筑評估標(biāo)準(zhǔn)相繼編制完成；2006年建設(shè)部組織多家單位共同編制了《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》。2004年11月，中國政府公布的《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》中指出，需要通過全社會的努力，盡快扭轉(zhuǎn)近些年能源消費彈性系數(shù)大于1的趨勢，使2010年中國GDP能源節(jié)能綠達到2。2%，并在隨后10年提高至3%，爭取在2020年能源強度下降到1.54t/萬元。2006年國務(wù)院頒布《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要年(2006-2020年)》，首次將“城鎮(zhèn)化與城市發(fā)展”作為十一個重點領(lǐng)域之一。在“城鎮(zhèn)化與城市發(fā)展”領(lǐng)域中“建筑節(jié)能與綠色建筑”是一個優(yōu)先發(fā)展主題。同年3月7日，原建設(shè)部與國家質(zhì)檢總局聯(lián)合了工程建設(shè)國家標(biāo)準(zhǔn)《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》，這是我國第一部從住宅和公共建筑全壽命周期出發(fā)，多目標(biāo)、多層次對綠色建筑進行綜合性評價的國家標(biāo)準(zhǔn)。2007年6月，科技部，國家發(fā)改委公布了《中國應(yīng)對氣候變化專項行動》。針對該方案，中國將致力于進行控制溫室氣體排放和減緩氣候變化的相關(guān)技術(shù)開發(fā)，其中包括：研究可再生能源和新能源使用，如何有效節(jié)能，提高能效，清潔制度和碳交易發(fā)展等。同年，中央財政開始安排必要的扶持資金，采取“以獎代補”方式對十大重點節(jié)能工程給予適當(dāng)支持和獎勵，獎勵金額按項目技術(shù)改造完成后實際取得的節(jié)能量和規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)確定。2014年度《中國低碳生態(tài)城市發(fā)展報告》以新型城鎮(zhèn)化為主題，根據(jù)我國新型城鎮(zhèn)的新模式，深入研究了其發(fā)展歷程，已經(jīng)取得的相關(guān)成果，并且深度剖析了低碳城市發(fā)展過程中所出現(xiàn)的問題。2014年9月，國務(wù)院批復(fù)了《國家應(yīng)對氣候變化規(guī)劃》，規(guī)劃中對于二氧化碳排放的峰值問題作了深入解答，并且提出到2020年，實現(xiàn)單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40％-45％的目標(biāo)。并且繼續(xù)開展低碳省區(qū)試點，加大財政投入和政策的支持力度。同年8月，“2014年低碳發(fā)展高戰(zhàn)略級別研討會”也對碳排放交易權(quán)問題也作出了回答。會上提出全國統(tǒng)一碳排放權(quán)交易市場計劃于2016年試運行，2020年將正式建立全國碳市場。
作者：邵鈺涵 單位：西安建筑科技大學(xué)
