基于綠色建筑評價標準的碳排放指標體系研究——以某園區后續開發建設為例

陳 碩 嚴誠潔 陳永忠 胡繼梅 鄧雙梅

（上海零碳建筑科技有限公司，中國 上海200090）

為實現國家和上海市的溫室氣體（以下簡稱“GHG”）減排目標，本研究以上海市屬某園區后續開發建設為例，探索運營期間園區系統的碳排放指標體系。 結合上海城市發展戰略要求，并基于其獨特的人文內涵、區位特征和資源優勢，將該園區低碳生態開發的后續功能定位為：突出公共性特征，圍繞頂級國際交流核心功能，形成文化博覽創意、總部商務、高端會展、旅游休閑和生態人居為一體的上海21 世紀標志性市級公共活動中心。 成為功能多元、空間獨特、環境宜人、交通便捷、體現低碳、創新，富有活力和吸引力的世界級新地標[1]。

要在園區建設中達到“多元、獨特、宜人、便捷、低碳、創新”的諸多目標，秉承綠色建筑規劃設計理念至關重要。 溫總理提出:“發展綠色建筑面臨極好的機遇，要抓住機遇，從規劃、設計、技術、標準及規范等方面全面推進綠色建筑行動，千萬不能喪失機遇”[2]；2009 年哥本哈根會議， 將碳減排作為約束性指標納入國民經濟和社會發展中長期規劃，將綠色建筑和低碳節能提至前所未有的高度。通過構建低碳規劃、綠色節能兩個層面的建筑指標體系， 將規劃設計與運營管理相結合，是實現綠色建筑低碳規劃的有效途徑。 我國于2006 年制定頒發了針對建筑系統的評估體系——《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378-2006，以下簡稱《標準》），而目前將該評價標準與碳排放體系相結合，展開建筑“低碳”規劃設計的研究，形成全面主動，可實施、可測量的優良指標體系，以控制、測量和驗證“低碳”設計，并用量化的具體數據體現“低碳”成效，仍是一個難點。因此，為了科學、準確地衡量和反映低碳生態水平，我們試行在上海市某園區后續開發建設實施“低碳”生態的過程中，結合綠色建筑評價標準，建立一組全面，可實施和可測量的GHG計量指標體系，并最后通過GHG 計量，用數據驗證“低碳”規劃設計的成效。

1 GHG 計量指標體系建立和驗證的技術路線

結合城市園區特點，以低碳創新為核心，圍繞健康生態、綠色可持續的城市環境要求，從規劃入手，由宏觀、中觀到微觀，從總體規劃到控制性詳細規劃，自上而下、層層分解碳排放指標，由此形成GHG 計量體系。 因此，GHG 計量指標體系的建立及通過GHG 計量驗證低碳生態開發利用的成效，研究的基本技術路線見圖1。

2 碳排放基準線的設定

圖1 GHG 計量指標體系建立和驗證技術路線圖

通過對該園區的現狀分析，將園區傳統規劃下的碳排放量定為基準線，園區低碳規劃下的碳排放量定為實際碳排放量。 基于綠色建筑評價標準的實施對低碳建筑的借鑒作用以及2011 年出臺的有關中國綠色低碳住區技術評估手冊，從交通減碳、綠化減碳、節水減碳及節能減碳等方面對建筑的碳排放進行評價研究。 因此，針對該園區內交通系統、廢棄物系統、水系統、能源系統和生態系統，碳排放基準線設定如下。

2.1 交通系統

根據傳統規劃中的交通工具使用燃油的類型，以其單位里程油耗作為基準。

2.2 廢棄物系統

按照傳統規劃中的對垃圾的分類情況，且廢棄物直接運送至垃圾處理廠進行處理方式，其產生的氣體加以利用情況，是否直接排放，進行計算其碳排放量作為基準值。

2.3 水系統

根據傳統規劃中， 中水回用和雨水回收利用技術的使用情況，以及根據采用的給水排水設計規范作為基準參數，確定基準線。

2.4 能源系統

根據傳統規劃中對能源的使用得出能源系統的基準值，以傳統規劃年上海市華東電網排放結構為基準參數。

2.5 生態系統

按照傳統規劃中的綠地和林地面積，以傳統規劃中的綠地規劃作為基準線。

3 傳統規劃下溫室氣體的計量

針對園區具體情況，確定區域邊界，并確認《XX 地區結構規劃》所在年（2011 年）作為GHG 計量的基準年，然后識別GHG 排放源和吸收匯，進行傳統規劃下GHG 的計量，編制溫室氣體清單。 進行傳統規劃下GHG 計量的方法學引自IPCC （政府間氣候變化專門委員會）的排放因子法，計算公式為：

EGHG=∑ADi×EFi×GWPi

其中，EGHG——GHG 排放量；

AD——活動數據；

EF——排放因子；

GWP——全球增溫潛勢。

在上述公式中，活動數據取自《XX 地區結構規劃》；電力排放因子引自國家發展改革委氣候司《2011 中國區域電網基準線排放因子》[3]，其它排放因子引自IPCC2006[4]與國家統計機構出版物數據（如《中國能源統計年鑒2011》，《中國電力年鑒2011》等）的組合換算；全球增溫潛勢引自IPCC2007[5]，根據以上數據分別計算出各系統在GHG 排放量中所占比例，并用示意圖表示，見表1 及圖2。

表1 各系統對GHG 排放量的占比

圖2 各系統對GHG 排放量的占比示意圖

4 園區碳減排目標的設定

4.1 總體碳減排目標

考慮國家及上海市的碳減排目標，結合國家綠色建筑評價標準及部分節能規范，設定該園區總體碳減排目標。 基于國家的碳減排目標（即2020 年單位國內生產總值二氧化碳排放量比2005 年下降40%-45%[6]）及國家下達給上海市“十二五”規劃的碳減排目標（即單位國內生產總值二氧化碳排放下降19%[7]），為低碳規劃設計設立的該園區后續開發總體碳減排目標設定為：園區運營期間單位面積的二氧化碳排放量比基準線下降40%及以上。

注：低碳規劃預計完成時間在2013 年，溫室氣體計量完成時間也在2013 年。由于規劃的實施有時間上的滯后性，計量時從時間上無法獲得實施后運行年度的GDP 值予以驗證， 故目標值無法直接使用碳排放強度指標。

4.2 各系統碳減排目標

根據各系統在基準線下的碳排放情況， 參考綠色建筑評價標準，設立各系統的碳減排目標， 同時甄別系統中可能實現的碳減排措施，最終設定建筑、交通、廢棄物、水、能源和生態各系統的碳減排指標，得出各系統在碳減排總量中的占比。圖3 列出了建筑、交通、廢棄物、水、能源和生態等各系統的碳減排與自身基準線比較的成效目標。

圖3 某園區后續開發建設各系統碳減排目標

5 碳減排目標完成的可行性分析

5.1 各系統的碳減排目標貢獻率分析

根據傳統規劃下各系統GHG 排放量占比（表1），若各系統的碳減排目標都能實現，則可確保該園區總體比基準線下降40%的碳減排總目標得以實現。 低碳規劃下，各系統對碳減排總目標的貢獻見表2。

表2 各系統對碳減排40%總目標的貢獻率

5.2 《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378-2006）對各系統碳減排目標實現的支撐

影響系統碳排放的因素有很多，與碳排放直接相關的是整個過程的能耗。 我國綠色建筑評價標準中關于公共建筑評價部分中，評價內容的每一大項都涉及了在整個建筑生命周期中有利于實現碳減排的控制措施，基于此，我們建立了該園區后續開發建設碳減排指標體系，將低碳建筑碳排放量的總和視作建筑產品的一個系統，明確建筑在運營期間碳排放的來源，如建筑的圍護結構、節能設備、水系統和生態景觀等，然后進行建筑碳排放因素分析，針對每一項減排目標，相應給出減排控制措施建議，同時確定碳減排控制因子。

5.2.1 建筑圍護結構

對于建筑圍護結構，需達到的碳減排目標為＞50%。我國綠色建筑評價標準在公共建筑部分關于“節能與能源利用（5.2）”、“室內環境質量（5.5）”的評價內容涉及了大量建筑圍護相關的指標、能效及參數標準，基于綠色建筑評價中各項相對應內容及其他節能標準，我們提出了相應的碳減措施建議。

（1）圍護結構熱工性能指標符合國家批準或備案公共建筑節能標準的規定（見標準5.2.1）。

（2）空調采暖系統的冷熱源機組能效比符合現行國家標準《公共建筑節能設計標準》第5.4.5、5.4.8 及5.4.9 條規定，鍋爐熱效率符合第5.4.3 條規定（見標準5.2.2）。

（3）不采用電熱鍋爐、電熱水器作為直接采暖和空氣調節系統的熱源（見標準5.2.3）。

（4）建筑總平面設計有利于冬季日照并避開冬季主導風向，夏季利于自然通風（見標準5.2.6）。

（5）建筑外窗可開啟面積不小于外窗總面積的30%，建筑幕墻具有可開啟部分或設有通風換氣裝置（見標準5.2.7）。

（6）建筑外窗的氣密性不低于現行國家標準《建筑外窗氣密性能分級及其檢測方法》GB 7107 規定的4 級要求（見標準5.2.8）。

（7）合理采用蓄冷蓄熱技術（見標準5.2.9）。

（8）利用排風對新風進行預熱或預冷處理，降低新風負荷（見標準5.2.10 ）。

（9）全空氣調節系統采取實現全新風運行或可調新風比的措施。（見標準5.2.11）。

（10）建筑物處于部分冷熱負荷時和僅部分空間使用時，采取有效措施節約通風空調系統能耗（見標準5.2.12）。

（11）采用節能設備與系統。通風空調系統風機的單位風量耗功率和冷熱水系統的輸送能效比符合現行國家標準《公共建筑節能設計標準》GB 50189-2005 第5.3.26、5.3.27 條的規定（見標準5.2.13）。

（12）建筑設計總能耗低于國家批準或備案的節能標準規定值的80%（見標準5.2.16）。

采用集中空調的建筑，房間內的溫度、濕度、風速等參數符合現行國家標準《公共建筑節能設計標準》GB 50189 中的設計計算要求（見標準5.5.1）。

（14）采用集中空調的建筑，新風量符合現行國家標準《公共建筑節能設計標準》GB50189 的設計要求（見標準5.5.3）。

（15）建筑設計和構造設計有促進自然通風的措施（見標準5.5.7）。

（16）采用可調節外遮陽，改善室內熱環境（見標準5.5.13）。

（17）對空調通風系統按照國家標準《空調通風系統清洗規范》GB 19210 規定進行定期檢查和清洗（見標準5.6.7）。

（18）建筑造型要素簡約，無大量裝飾性構件（見標準5.4.2）。

（19） 采用資源消耗和對環境影響小的建筑結構體系 （見標準5.2.1）。

（20）辦公、商場類建筑室內采用靈活隔斷。 減少重新裝修時的材料浪費和垃圾產生（見標準5.4.12）。

（21） 增加建筑維護結構的外保溫， 包括建筑最底層樓板及屋面（見標準5.2.1）。

我國貫徹依法治國的方針，在發展過程中，要有法律的約束，只有這樣才能夠確保發展過程的安全性、明確性以及清晰性。所以在林業保護與天然林保護中，相關的政府部門一方面要加大對生態保護的投入力度，為生態保護工作提供充實的后備力量，引進品質優良的樹種，擴大種植的面積，優化種植地土壤，提高土地營養成分的含量，從而進一步提高森林的質量，為生態保護工作作出貢獻[1]。另一方面，相關的政府部門要建立完善的法律法規，約束人們的行為習慣，讓人們依照法律法規的要求進行活動，從而有效改善生態環境。

表3 建筑圍護結構碳減排控制因子

（22）建筑屋頂及墻體增加綠化（見標準5.1.8）。

（23）控制窗墻比，并使用傳熱系數低的玻璃（見標準5.2.16）。

根據以上措施建議，歸納出建筑圍護結構相關碳減排的控制因子如表3。

5.2.2 照明系統

照明系統的碳減排目標為＞30%，基于綠色建筑評價標準中“室內環境質量（5.5）”、“節能與能源利用（5.2）”及“運營管理（5.6）”有關照明系統和設備的相關要求，提出以下幾條碳減排控制措施。

（1）各房間或場所的照明功率密度值不高于現行國家標準《建筑照明設計標準》GB 50034：規定的目標值（見標準5.2.19）。

（2）建筑室內照度、統一眩光值、一般顯色指數等指標滿足現行國家標準《建筑照明設計標準》GB 50034 中的有關要求（見標準5.5.6）。

（3）辦公、賓館類建筑75%以上的主要功能空間室內采光系數滿足現行國家標準 《建筑采光設計標準》GB／T 50033 的要求 （見標準5.5.11）。

（4）采用合理措施改善室內或地下空間的自然采光效果（見標準5.5.15）。

（5）使用節能照明器具，包括道路，景觀等的節能照明（見標準5.5.11）。

（6）使用智能控制器具，如感應燈具（見標準5.6.9）。

（7）燈源合理配置（見標準5.5.15）。

（8）通過建筑設計增加自然采光，比如設計建筑中庭等（見標準5.5.11）。

根據以上措施建議，總結出照明系統相關碳減排的控制因子如表4。

因子 單位節能照明的裝機功率 W

日均照明時數 h/d

5.2.3 熱水系統

熱水系統的碳減排要求為＞30%，基于綠色建筑評價標準“節能與能源利用（5.2）”的內容，提出了相應的碳減排控制措施。

（1）根據當地氣候和自然資源條件，充分利用太陽能、地熱能等可再生能源， 可再生能源產生的熱水量不低于建筑生活熱水消耗量的10%（見標準5.2.18）。

（2）選用余熱或廢熱利用等方式提供建筑所需蒸汽或生活熱水（見標準5.2.14）。

（3）使用清潔能源加熱水，如天然氣（見標準5.2.18）。

（4）利用余熱回收加熱水（見標準5.2.14）。

因此，熱水系統的有關碳減排的控制因子如表5。

表5 熱水系統碳減排控制因子

5.2.4 節能設備

節能設備的應用是實現碳減排的重要因素之一，為了實現節能設備碳減排＞30%的目標， 基于綠色建筑評價標準 “節能與能源利用（5.2）”及“運營管理（5.6）”相關內容，提出以下碳減排措施。

（1）用節能設備。

（2）進行智能控制，提高使用效率（見標準5.6.9）。

（3）充分利用自然資源，比如自然通風，自然采光，降低設備使用需求。 同時確保設備的完好率（見標準5.2.7）。

（4）利用新型節能的空調系統，例如地水源熱泵（見標準5.2.10）。

（5）在適宜的地方使用熱回收新風裝置（見標準5.2.11）。

（6）新建的公共建筑，冷熱源、輸配系統和照明等各部分能耗進行獨立分項計量（見標準5.2.5）。

（7）改建和擴建的公共建筑，冷熱源、輸配系統和照明等各部分能耗進行獨立分項計量（見標準5.2.15）。

（8）空調系統使用分戶計量。

（9）辦公、商場類建筑耗電、冷熱量等實行計量收費（見標準5.6.10）。

（10）采用分布式熱電冷聯供技術，提高能源的綜合利用率（見標準5.2.17）。

（11）制定并實施節能、節水等資源節約與綠化管理制度（見標準5.6.1）。（12）設備、管道的設置便于維修、改造和更換（見標準5.6.6）。基于以上措施，節能設備碳減排控制因子如表6。

5.2.5 低碳交通系統對于交通系統的碳減排目標要求高達＞50%， 一方面體現了低碳交通系統的重要性，另一方面也表明了該系統在碳減排領域的巨大發展空間。 參考綠色建筑評價標準中節約能源，環境保護等可持續發展的相關內容，提出了實現低碳交通的有效碳減排措施。

（1）完善公交系統，提高公交出行率。

（2）完善慢行交通系統，優化步行及自行車出行路線，設立自行車租賃系統。

（3）選用新能源交通工具。

（4）優化交通路線，減少園區內行車時間和距離。

因此總結出低碳交通碳減排控制因子如表7 所示。

表6 節能設備碳減排控制因子

表7 節能設備碳減排控制因子

5.2.6 廢棄物處理

針對廢棄物的處理，制定的碳減排目標為＞20%，目的是為了實現廢棄物的資源化利用的過程中減少碳排放，根據綠色建筑評價標準關于“運營管理（5.6）”中的相關內容，提出的碳減排措施如下。

（1）分類收集和處理廢棄物，且收集和處理過程中無二次污染（見標準5.6.3）。

（2）減少廢棄物運輸過程中的碳排放：在園區后續利用中推廣使用垃圾氣力收集系統。

基于此，影響廢棄物處理的碳減排因子見表8 所示。

表8 廢棄物處理碳減排控制因子

5.2.7 節水系統

對該系統提出了＞5%的碳減排目標，水系統作為整個園區運行最重要的系統之一，水系統的統籌規劃影響園區各方面功能的發揮。 綠色建筑評價標準專門提出了“節水與水資源利用（5.3）”的內容，針對水系統的合理規劃利用提出了諸多要求，結合國家制定的相關節水設備的標準《節水型生活用水器具》（GJ164-2002）和《城市供水管網漏損控制及評定標準》（CJJ92-2002），我們提出了節水系統碳減排措施。

（1）室外透水地面面積比大于等于40%（見標準5.1.14）。

（2）在方案、規劃階段制定水系統規劃方案，統籌、綜合利用各種水資源（見標準5.3.1）。

（3）設置合理、完善的供水、排水系統（見標準5.3.2）。

（4）節約用水，建筑內衛生器具合理選用節水器具（見標準5.3.4）。

（5）采取有效措施避免管網漏損，降低供水管網漏損率（見標準5.3.3）。

（6）通過技術經濟比較，合理確定雨水積蓄、處理及利用方案（見標準5.3.6）。

（7）綠化、景觀、洗車等用水采用非傳統水源（見標準5.3.7）。

（8）綠化灌溉采用噴灌、微灌等高效節水灌溉方式（見標準5.3.8）。

（9）非飲用水采用再生水時，利用附近集中再生水廠的再生水，或通過技術經濟比較， 合理選擇其他再生水水源和處理技術 （見標準5.3.9）。

（10）按用途設置用水計量水表（見標準5.3.10）。

（11）辦公樓、商場類建筑非傳統水源利用率不低于40%，旅館類建筑不低于25%（見標準5.3.12）。

（12）制定并實施節能、節水等資源節約與綠化管理制度（見標準5.3.13）。

（13）建筑運行過程中無不達標廢氣、廢水排放（見標準5.6.2）。

同樣，可得出節水系統的碳減排控制因子，見表9。

表9 節水系統碳減排控制因子

5.2.8 可再生能源系統

可再生能源包括太陽能、風能及地熱能等可再生能源，對于可再生能源系統提出的碳減排目標為10%，以下是基于綠色建筑評價標準“節能與能源利用（5.2）”相關內容提出的碳減排措施。

根據當地氣候和自然資源條件，充分利用太陽能、風能及地熱能等可再生能源， 可再生能源發電量不低于建筑用電量的2%（見標準5.2.18）。

相應可再生能源利用的碳減排控制因子如表10。

表10 可再生能源系統碳減排控制因子

5.2.9 生態系統

制定的生態系統碳減排的目標為＞10%，通過對生態系統的控制，可以很好的調節綠化、濕地等系統的生態功能，達到提高碳匯能力，基于綠色建筑評價標準“節地與室外環境（5.1）”等關于綠化的相關內容，提出生態系統的碳減排措施。

（1）綠化物種選擇適宜當地氣候和土壤條件的鄉土植物，且采用包含喬、灌木的復層綠化（見標準5.1.9）。

（2）增加屋頂綠化、建筑垂直綠化。

（3）提高園區內綠化率，種植高碳匯植物，增加喬灌木種類和數量。提倡混植和豎向綠化，提高綠化的碳匯能力。種植適宜當地氣候和土壤條件的本地物種，減少養護需求。

（4）濕地具有碳匯功能，應受到保護，轉化成其它用途的濕地數量必須通過開發或恢復的方式加以補償，從而保持甚至增加濕地資源基數。

生態系統相關的碳減排控制因子如表11 所示。

表11 可再生能源系統碳減排控制因子

5.2.10 智能控制系統

園區實行高效合理的智能控制是提高碳減排的途徑之一，結合綠色建筑評價標準關于“室內環境質量（5.5）”和“運營管理（5.6）”中對各種智能系統的要求，提出了相應的碳減排措施，以達到智能產生的碳減排＞10%的目標。

（1）采用集中空調的建筑，房間內的溫度、濕度、風速等參數符合現行國家標準 《公共建筑節能設計標準》 設計計算要求 （見標準5.5.1）。

（2）室內采用調節方便、可提高人員舒適性的空調末端（見標準5.5.8）。

（3）設置室內空氣質量監控系統，保證健康舒適的室內環境（見標準5.5.14）。

（4）建筑智能化系統定位合理，信息網絡系統功能完善（見標準5.6.8）。

（5）建筑通風、空調、照明等設備自動監控系統技術合理，系統高效運營（見標準5.6.9）。

（6）智能換風、智能交通、智能照明、智能控制能源使用等產生的碳減排。

（7）定期對設備進行保養維修，保持智能控制設備的運行效率。

智能系統相應的碳減排的控制因子如表12。

表12 可再生能源系統碳減排控制因子

6 結論

針對各子系統的研究分析不難發現，如果在城市園區的后續開發利用過程中，采用文中基于綠色建筑評價標準所提出的碳排放控制措施，逐步實現上述十項子系統分項碳減排目標，最終可實現整個園區系統運營期間單位面積二氧化碳排放量比基準線下降40%及以上的總目標。

［1］上海市規劃和國土資源管理局，上海市城市規劃設計研究院.XX 地區結構規劃[Z].2011,5.

［2］http://www.chinajsb.cn/bz/content/2011-04/11/content_25775.htm[OL].

［3］國家發展改革委氣候司.2011 中國區域電網基準線排放因子[Z].2011-10-20.

［4］IPCC2006 2006 年IPCC 國家溫室氣體清單指南[Z].

［5］IPCC2007 政府間氣候變化委員會第四次評估報告[R].

［6］溫家寶總理在哥本哈根世界氣候大會上的發言[R].哥本哈根,2009-12-18.

［7］國發（2011）41 號文.“十二五”控制溫室氣體排放工作方案[Z].