绿色居住建筑全生命周期碳排放研究
【摘 要】建筑是为满足人类生产和生活所需的物质和精神而创造的空间，在人类生活的重要组成部分中扮演着重要的角色。但工业革命以来，随着人类对自然的逐渐征服，无节制的开发建设给自然带来沉重负担。近年来，各国政府颁布了有关处理环境问题的指示，包括环境友好型建筑的行动计划和评估制度，旨在促进环境友好型建筑和相关技术的发展，实现建筑节能减排目标。本文在总结前人对生态平衡、绿色建筑和CO2排放测量研究成果的基础上，探讨了当前绿色建筑评价和CO2排放测量研究中存在的问题。
【关键词】绿色建筑;生命周期;碳排放;节能减排
Abstract：Architecture is a material space created to meet the material needs of human production and life as well as the spiritual needs of belief and aesthetics，which is an important part of human life. However，since the industrial revolution，man"s ability to conquer nature has been continuously improved，and uncontrolled development and construction has brought heavy burden to nature. In recent years，the governments of all countries have issued corresponding policies to deal with environmental problems，including the action plan and evaluation system of green buildings，aiming at promoting the development of green buildings and related technologies，in order to achieve the goals of energy conservation and emission reduction from the perspective of buildings. Based on the previous research results of life cycle assessment，green building and carbon emission measurement，this paper studies the current problems of green building assessment and carbon emission measurement.
Key words：green building;Life cycle;Carbon emissions;conserve energy，reduce emissions;
引言
绿色建筑的发展不仅仅代表了建筑建造方式和设计理念的更迭，也是改变了人们的日常生活居住条件、生活理念和生活方式，从过去追求奢华舒适，转变为与自然和谐的清洁、高效、环保的生活环境[1]。随着建筑的材料、设计和风格的变化，建筑建造成本的逐步增加某种意义上已经开始制约我国绿色建筑的发展趋势。高昂的成本意味着绿色建筑等同于奢华，让普通消费者望而却步，绿色建筑开发商的发展也逐渐偏離了低碳环保的本质[3]。
目前，虽然我国的绿色建筑经济或影响评价体系已经形成，但与国外发达国家相比，我国的绿色建筑评价方法还处于相对初级的阶段，其研究资料多为一些定性分析的资料，缺乏系统、全面的绿色建筑评价体系[5]。此外，我国绿色建筑的成本效益评估体系没有考虑碳排放，忽视了绿色建筑发展的初衷。本文充分考虑了绿色建筑的碳排放，基于全生命周期衡量碳排放，更全面衡量绿色建筑的真实价值，为其评价体系的应用提供了有效的参考[7]。
本文在国内外相关文献的基础上，参考前人的研究成果，对全生命周期的碳排放模型计算和构建方法进行总结和识别。通过计算建筑全生命周期的二氧化碳排放量，对绿色建筑的碳排放量进行分析比较并采取合理的碳减排措施[12]。
1 绿色建筑生命周期与碳排放计量相关理论
1.1 绿色建筑的基本含义
建筑设计的概念和目的已经从最初的防风、防雨、抵御恶劣的自然环境转变为发展一年四季环境宜人的建筑。人们享受现代科技带来的舒适，并开始逐渐对建筑产生的环境的影响和破坏进行反思。[10]所谓绿色建筑，就是在规划和设计当中，注重、保护和利用周边环境因素，采用对环境负担较小的施工工艺及工序，同时在营运期为使用者提供足够绿色舒适、低消耗、无害化的空间，拆除后，将整体的环境影响及风险降至最低。通过减少建筑全生命周期中资源和能源的消耗流失，以及减少过程中各种废弃物的总量，从而实现建筑与自然的共存的目标。
1.1.1 我国绿色建筑发展现状
2005年和2006年，我国先后出台的《绿色建筑技术导则》和《绿色建筑评价标准》标志着我国绿色建筑评价体系的建立，绿色建筑开始运行[4]。绿色建筑的概念逐步为社会所了解和接受，随着房地产“黄金十年”的到来，相关理念亦得到长足的发展。总的来说，我国绿色建筑发展的现状才刚刚开始，相信我国经济、社会和绿色建筑产业的发展将逐步改善面临的问题。此外，还要确保我国具有一定的后发优势，通过参照发达国家的历史、错误及经验教训，从最初便以可持续发展为核心理念理解和发展绿色建筑，在发展过程中聚集优质资源 [6]。
1.2全生命周期建筑理论
1.2.1 全生命周期评价的概念和方法
生命周期的定义为产品从物料生产到消亡过程的完整时间跨度，包括从原材料采购、生产到使用、处置的全过程[9]。基于这一概念，生命周期评价（LCA）作为一种基于产品整个生命周期的物质、能量和环境污染的输入或输出流的环境影响评价方法应运而生。在众多的环境评价方法中，生态平衡法以其良好的规范性、科学性和可行性成为应用最为广泛的方法。生态平衡的应用已经有很多案例，它们经常被用于生产战略规划中，为产品改进提供决策依据。生命周期评价方法的技术过程的框架如图1所示。
（1）目标与范围的确定（Goal and Scope Definition）。也就是说，根据评价对象的特征，确定评价的目标和范围。作为LCA方法的出发点，其决定了整体工作及最后结论的发展与形成。随着后续工作的展开，收集到的评价目标相关数据和信息逐渐详细，评价目标和范围亦会在其基础上发生变化。
（2）生命周期清单分析（Life Cycle Inventory，LCI）。这意味着对评价对象某一特定领域内的数据进行分析、整理和收集，并以“物流”和“能流”的形式表达产品在整个生命周期内的原材料消耗、能耗和性能，这是进一步措施的基础。
（3）生命周期影响评价（Life Cycle Impact Assessment，LCIA）。在生命周期清单分析的基础上，对每一种前阶段内确定的物流及能流的环境影响进行计算、分析和评价，并提供定量和定性的描述。在确定了将要进行分析的清单之后，对其进行分类、总结及标准化计算，从而方便根据工作要求选择需要评价的环境影响分类。
（4）生命周期解释（Life Cycle Interpretation）。本阶段将对前一阶段工作进行系统性梳理，对产品全生命周期的环境影响做出统一总结，列出相关的改进措施及可能性，并最终形成针对当前目标及范围的、具有较高可执行性和参考价值的报告。
2 绿色建筑全生命周期减碳策略
在建筑设计的早期阶段，设计的过程可以提供足够可靠的反馈信息。在设计反馈的连续循环中不断进行深化和优化设计，从而实现真正的绿色建筑设计。低碳设计整体减碳可采用如下五个方面的建议：（1）优化利用太阳和日光;（2）冬季防风和夏季通风;（3）优化建筑造型和平面布置;（4）住宅结构的节能设计;（5）其他节能设计。鉴于施工期和生产期碳排放比例较高，施工期应进行总量控制，越是在早期设定环保、环保建设的初衷，就越有可能在规划阶段，通过使用高效的冷却和加热设备来改善建筑围护结构的热性能。在尽量减少建筑整体使用能耗的基础上，在建筑内部设置适当且符合使用习惯的能源管理系统，并辅以可再生能源的使用技术，从而最大程度上降低绿色建筑营运期能耗。建筑全周期范围内，可采取减少建筑材料生产阶段的二氧化碳排放，减少规划阶段的建筑材料消耗，减少建筑材料运输阶段的能源消耗等方式降低整体环境影响。因此，发展和推动低能耗的环保型建筑材料亦顯得尤为重要。此外，市场资源是促进绿色建筑发展、提高市民节能环保意识的最有效手段。民用建筑节能减排可以依托现有碳排放交易市场。当前情况下，民用建筑特别是住宅建筑的环保责任主体及交易问题比较混乱，民用建筑碳交易尚无法在全国范围内大规模实施。2019年4月9日，国家住房和城乡建设部发布计算标准《建筑碳排放计算标准》，编号为GB/T51366-2019，自2019年12月1日起实施，为建筑碳排放权交易应用和推广奠定了坚实的基础。
3 结语
为应对全球气候变化、资源能源短缺和生态环境恶化的挑战，人类遵循碳循环理念，以低碳为导向，发展循环经济，使低碳绿色建筑深入人心。绿色建筑带来的不仅是建筑本身和观念的改变，更是对人们生活条件、生活观念和生活方式的改变。从过去追求奢华舒适到清洁高效、环保宜居，自然和谐相处的环境。随着建筑材料、设计和风格的变化，建筑成本的增加在一定程度上制约了我国绿色建筑的发展。定量分析绿色建筑的成本效益，还原绿色建筑的真实成本是很有必要的。因此，本文从整个生命周期的角度出发，首先介绍了绿色建筑生命周期和二氧化碳排放测量的相关理论，然后以生命周期评价理论为基础，在总结前人研究成果的基础上，阐明了绿色建筑全生命周期减碳策略。该策略给周期性二氧化碳排放的量化指标构成了基础，但在一些领域还需要改进和完善。
参考文献：
[1]郭而郛，崔雅楠，王瀛，曹晨.绿色居住建筑全生命周期碳排放研究[J].中国建材科技，2017，26（05）：9-12+15.
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[3]郭春梅，刘清华，李胜英.基于绿色建筑评价体系的绿色建筑全生命周期碳排放核算模型构建与实例分析[J].绿色建筑，2019，11（05）：13-18.
[4]郑立红，冯春善.绿色建筑全生命周期碳排放核算及节能减排效益分析——以天津某办公建筑为例[J].动感（生态城市与绿色建筑），2014（03）：60-62.
[5]郭春梅，刘清华，李胜英.基于绿色建筑评价体系的绿色建筑全生命周期碳排放核算模型构建与实例分析[J].绿色建筑，2019，11（05）：13-18.
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[10]彭红杏. 低碳建筑的发展与研究[C]. //第十六届全国现代结构工程学术研讨会论文集. 2016：1617-1621.
作者简介：
张艺凡（1994-），女，工学硕士，助理工程师，从事环境影响评价工作。
（作者单位：中船第九设计研究院工程有限公司）
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