探析“雙碳”背景下建筑工程全生命周期低碳發展對策

林小女

實施“雙碳”戰略行動不僅可推進能源行業的重大轉型，更能深刻地影響我國未來40 年的社會、經濟和文化發展。“雙碳”目標是中國綠色發展理念的落實，也是推動經濟高質量發展的重要戰略決策。該目標圍繞碳達峰和碳中和展開，拉開了整個能源、經濟和科技創新體系迎向低碳轉型的嶄新時代[1]。

為了在實現“雙碳”目標的同時提高人居環境質量和人民生活幸福感，需迅速實現碳達峰和轉型升級，在此背景下，產業結構和生產方式必將發生重大改變。針對這一情況，研究如何實現建筑工程生命周期低碳化發展至關重要。

1 建筑工程碳排放的碳源分析

在建筑工程全生命周期管理中，計算碳排量涵蓋建材生產、規劃設計、建造運輸、運行維護、拆除回收等5個階段。建設全生命周期管理中，碳源是導致碳排放的根源。建筑物的碳排放包括2 種：隱含碳排放和運行碳排放，其邊界由碳排放組合決定。建筑隱含碳排放源于建筑材料制造、物流運輸、設計施工、垃圾處理和居民日常活動等[2]；而建筑運行碳排放則是指使用過程中產生的碳排放。建筑物的碳排放分為直接和間接2 種。直接碳排放指建筑運行階段直接消費的化石能源如煤、液化石油氣等帶來的碳排放，間接碳排放指建筑運行階段規模較大的建筑或工程機械消費的電力和熱力兩大二次能源帶來的碳排放，是建筑運營碳排放的主要來源之一。

2 “雙碳”背景下建筑工程全生命周期低碳發展的意義

與傳統建筑產品相比，超低能耗建筑有更高的能源節約。在設計階段，它通常會優化圍護結構的熱性能，提高輔助設施如暖通空調、電氣和照明等的能效，以最大限度地利用太陽能和地熱等可再生能源，降低不可再生能源的利用和建筑物的碳排放。而且，超低能耗建筑使用更少的資源，其所采用的材料具有高強度和良好的耐久性。建筑方式還使用了組裝、全裝修等更環保的形式，減少了材料生產和運輸中的能耗，因此降低了建筑全生命周期的資源消耗。

此外，超低能耗建筑在土地資源利用方面更加高效。在建筑施工和運用中，增加綠化面積可維護生態平衡，同時提升居民舒適度和建筑可持續性。這證明了超低能耗建筑的節能和減排優勢，故在“雙碳”背景下推進超低能耗建筑具有重要意義，能促進建筑行業碳減排。同時，還能夠推動建筑全方位升級，建筑低碳發展能夠升級指標、實現節能減排，可助力建筑業高質量發展，深刻推進建筑環保，提高能效減排的效果。

3 “雙碳”背景下建筑工程全生命周期低碳發展問題

3.1 尚未建立全過程實踐指導的標準體系

目前，我國超低能耗建筑的通用標準仍以評估標準為主，尚未構建適應不同時代開發建設項目所需的技術標準體系，具體體現在以下幾個方面：第1，在可行性研究報告初期，綠色建筑設計和施工沒有通用的標準，監理單位也沒有辦法更準確地估算產品成本，因此固定資產投資項目這方面的問題尤為突出。第2，在規劃初期和總體設計階段，一些地方出臺了超低能耗建筑設計和生產的通用標準，但一方面地方相關部門強制推行，引導低成本四星級項目，且不考慮建設高需求的四星項目。第3，在設計和施工初期，缺乏對綠色建筑設計最優施工方案的指導。相關竣工驗收標準造成設計和施工產品質量參差不齊，相關材料要求和責任落實不到位，嚴重影響了綠色建筑工程的施工質量。第4，在運營管理初期，沒有指導超低能耗施工操作規程理論和實踐的相關技術標準的回收體系，從而致使綠色技術的多項整改措施沒有真正起到作用[3]。

3.2 超低能耗建筑技術不成熟

建筑技術的發展不僅僅會局限于某一地區的建造建筑，而是會進一步將現代科技與傳統建筑技術相結合，并以實現最合理的建筑設計為目標，除了綜合考慮地域特點之外，合理的建筑設計還需關注如何最大限度地減少資源浪費和如何選擇環保的資源使用方式。傳統的建筑方法往往會忽視環保和節能方面的要素，只在出現問題后才進行相應的投資保護與修復，長此以往，這種模式就會越來越不符合可持續發展的具體要求，因此就需積極推廣超低能耗建筑并注意強調環境保護、資源節約的重要性。

然而，雖然我國有大量關于超低能耗建筑的研究文獻，但大部分文獻缺乏與當地實際情況結合的深入研究，目前只有少部分建筑師會專注于研究低碳概念的超低能耗建筑，而其他的建筑師則大部分都對該領域的專業知識存在理解認識的深度不足的問題，且仍處于學習與摸索階段，同時在實際的建筑施工中大部分工人都缺乏對于相關概念和技能的理解與掌握，因此進一步導致超低能耗建筑的最佳效果無法實現，因此仍然需進一步完善超低能耗建筑技術并要注意進一步提高相關人員的專業理解能力和技能水平，以更好地推動超低能耗建筑的應用發展。

3.3 產業鏈協同不足

建筑行業具體包括規劃、開發、材料生產、設計、施工和維護等多個環節，并且這些環節會相互關聯而進一步形成一個復雜、長期的產業鏈，因此為了推動建筑業向超低能耗發展，憑借企業生產優質產品的單一路徑并不可行，想要長期可持續發展就需各方共同合作一起提升建筑產品的整體質量，如此才可以推動整個行業的成長進步。然而，目前我國的建筑產業鏈還沒有形成一個完整的集研發設計、施工、運營、維護于一體的產業鏈，這主要是因為建筑產品種類繁多且相關標準與技術也不盡相同，因此單個企業難以獲得所有原材料和獨立生產所有產品。盡管有些企業實現了從前端設計到產品端的全產業鏈發展，但整個行業仍然缺乏完善的垂直一體化體系。此外，企業之間零散的合作也難以實現整體利益最大化，即在推進超低能耗建筑工程時，產業鏈上的各個企業都在獨立運作，這就導致在協調研發、設計、生產和施工等能力方面都受到了很多限制，進一步導致各企業之間的利益訴求存在差異而難以形成一致的合作力量。另外，當上游企業的原材料價格波動時會直接影響建筑與施工的生產成本，從而導致建筑和開發企業的投入品價格上漲，進一步造成企業利潤減少而最終影響到企業的整體運營。

4 建筑工程全生命周期的低碳發展對策

4.1 加強政策方面的引導

應加強低碳發展中關于政策的引導，具體為：

1）加強政策引導方面的措施。由于在現階段我國許多住宅室內空氣質量不達標，進一步引發了人們對身體健康、舒適性和安全性的廣泛關注，這就要求建筑師要從政策角度出發，探索延長住宅建筑使用壽命，以及降低可見碳排放的具體方法。因此，在建筑設計的初期就應該主動考慮能源利用率，并注意進行工程量的計算、設計與制作以提高供熱系統效率，同時，也需要推廣供熱電氣化系統的實際應用。

2）市場上的家電、能源消耗產品只有符合能效標識要求的才能上市，因此公共建筑應該專注于降低碳排放，以及注意通過能量監測和分項計量系統來管理實際能量消耗以便能夠進一步優化能源系統，這樣通過應用智能數字技術，以及大規模使用可再生能源等手段，建筑工作人員就可以大幅減少建筑運營能耗的目標。

3）為了加強碳中和的基礎管理，還需按照全球通用標準對能源數據進行統計和測量。當前，全球能源最大的3 個部門為建筑、交通和工業，在建筑方面相關人員要分別統計城市住宅、農村居住、商業、公共、工業以及其他各類建筑的能源數據，以確保統計能夠更為全面、準確和客觀。

4.2 確保建設過程的綠色低碳

“雙碳”背景下建筑工程應確保建筑過程符合綠色低碳要求，具體為：第1，為了推動產業化的進程，需大力發展裝配式建筑，尤其是在新建公共建筑方面可以優先采用鋼結構并注意對其進行積極的應用推廣，同時也需大幅推動綠色施工以促進工程建筑在整個生命周期中的綠色發展。第2，需推動綠色建材的研發和應用，要加大對綠色建材的評價和鑒定力度，并持續性地推廣其在建筑工程中的使用，另外也建議在建筑工程中首選帶有綠色評價標志的綠色建材。同時，在今后也可以實施一批探索結合互聯網新模式和推廣綠色建材的示范項目，以便更好地促進不同產業之間的互聯互通。第3，需制定依法治廢、減量化和資源化利用的管理制度，不斷完善建筑廢棄物的處理機制，以及持續推動建筑廢棄物的回收、現場消化、填埋及相關運輸工作，并注意加強對建筑垃圾回收利用的管理規范，以便能提高建筑垃圾的綜合利用率，推廣多種再生產品的實際應用[4]。

4.3 推動相關產業鏈協同發展

在建筑工程的全生命周期中，推動相關產業鏈的協同發展是實現低碳發展的關鍵對策之一，因此需促進建筑材料供應鏈的協同發展，注意建立和完善建筑材料的環保與低碳標準，以便能夠推動綠色建材的研發及其具體應用來進一步減少材料的碳排放，同時也可以建立材料供應商與建筑企業之間的合作機制來共同推進綠色供應鏈的建設。同時，在施工過程中優先采用先進的施工技術和設備提高施工效率，進一步減少能源消耗和碳排放，也可與建筑材料供應鏈、設計環節互相協同來提供符合施工要求的低碳建材，確保施工過程的低碳化。此外，在使用和運行階段，可以通過建立建筑的智能化管理系統和監測設備來及時獲取建筑的能耗信息，并注意進行節能優化和管理，這樣就能大幅減少建筑的能源消耗及其碳排放量，也可以提供符合運營要求的低碳建材，并提供相關的智能化管理技術和解決方案，以更好地實現建筑運營的低碳化。

4.4 注重人才培養

應注重培養建筑工程低碳發展需要的人才：第1，建筑工程的低碳發展需涵蓋領域廣泛和綜合能力較強的專業人才，其中重點包括建筑設計師、工程師以及相關技術人員等，因此應該加強學校教育低碳發展相關知識的職業培訓，培養學生及有關從業人員對低碳建筑、綠色建材和節能技術等方面的理解與綜合應用能力。第2，需鼓勵和支持專業人才的繼續學習與創新，因隨著科技的發展和環保要求的提高，建筑工程領域的低碳發展也將不斷更新、演進，需為專業人才提供持續學習的機會，其中重點包括參加培訓班、學術交流和行業研討會等，讓他們能夠了解到最新的低碳技術及其發展趨勢，并能夠應用到實際項目當中。第3，低碳建筑的實現離不開各種領域的專業人才及其團隊進行協作，因此應該鼓勵不同專業背景的人才進行跨學科的合作，并通過創新思維的進一步交流碰撞，共同尋求低碳建筑的最優解決方案。

4.5 實現智能化管理控制

低碳建筑須同時滿足宜居性、安全性和實用性原則，并營造健康的居住和工作環境，使其成為人類社會的共同體，致力于改善民眾生活。隨著科技和網絡的迅速發展，智能化也成為超低能耗建筑不可避免的趨勢[5]。

1）應用智能設備可以體現高科技含量，提高建筑材料利用效率，減少能源消耗和廢物產生。同時，智能控制設備能夠實時監測建筑內的供暖、照明系統、門禁等設備的狀態。

2）智能建筑整合多個系統，實現對建筑內多種設備的管理，包括監控、報警、維護、資產和能源管理等功能。例如，數字化損傷檢測技術采用了圖像識別和人工智能（Artificial Intelligence，AI）等尖端算法，能應用于古建筑的保護和維修，無須額外的人員和物力；利用AI 算法獲取和識別受損信息，能夠提高效率，減少運營成本和時間，同時提高建筑的經濟效益和使用價值；運用整體建筑物位移和智能檢測技術，成功克服了難度大、精度高的位移問題；利用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術實現樓宇智能主動維護，通過大數據分析樓宇運行規律，智能地實現主動維護，從而提高了運營效率，增強了安全保障。

4.6 推動綠色能源的應用和加強建筑節能技術創新

低碳建筑的發展離不開綠色能源的應用，綠色能源則包括太陽能、風能、地熱能等可再生能源，應用這些綠色能源可有效減少建筑的能耗和碳排放。第1，可推廣利用太陽能熱水系統將太陽能熱水器、太陽能集熱器等設備廣泛應用于建筑的熱水供應系統中以減少對傳統能源的使用。第2，可以建設風力發電設備，利用風能發電滿足建筑的用電需求。第3，可利用地熱能進行建筑的供熱和制冷來降低碳排放，進一步推動綠色能源的應用和推動綠色能源產業的發展，促進經濟可持續發展。

通過加強建筑節能技術的創新提高建筑的能源利用效率降低能耗和碳排放。

1）采用高效隔熱材料和高效節能設備，如保溫材料、節能燈具、智能照明控制系統等來減少能源的損耗。

2）利用建筑外保溫技術、太陽能遮陽技術、地下室利用技術、空氣凈化技術等進一步提高建筑的能源利用效率。

3）利用建筑外圍空氣能熱泵系統、地埋管空調系統、太陽能空調系統等新型節能技術實現建筑的能源自給自足，進一步降低能耗和碳排放。

4）可通過云計算、大數據等技術對建筑的能源消耗和碳排放進行分析、預測，以便能夠提供更為合理的能源管理策略。

5 結語

為實現減少碳排放的目標，應積極推廣超低能耗建筑和近零能耗建筑，并發布相應的建筑節能法規。根據當地氣候條件，制訂節能準則、技術規范和節能措施。同時，完善設計、施工和運行評估標準，全面提供工程技術支持。結合項目自身特點及規劃階段的氣候特征，選取適宜的超低能耗建筑技術措施。通過建筑布局的優化、自然通風與采光的考慮，以及選擇適合本工程的技術手段，制訂符合地方政策和標準的經濟、安全、可靠、合理的超低碳建筑方案。