国内外建筑物生命周期碳排放度量进展

李德智　崔鹏　欧晓星

摘要：作为社会碳排放总量的重要组成部分，建筑物生命周期碳排放的度量是其降低和交易的基础。文章从度量阶段、度量方法、度量工具等三个方面，引介国内外建筑物生命周期碳排放度量研究现状。研究发现：国内外学者大多将建筑物生命周期划分为材料生产、建造施工、使用维护、拆除等四个阶段；度量方法比较多，其中碳排放系数法应用最广；度量建筑物生命周期碳排放的专用工具较少，但国内外绿色建筑评价体系大多将碳排放作为一个重要因素。进而，展望进一步的研究方向，包括统一度量边界、融合BIM技术等。

关键词：排放；生命周期；建筑物；度量工具

近年来，二氧化碳在内的温室气体大量排放引致了严重的环境问题，影响了人类的生存和发展。建筑物在建材生产、运输、建造、使用、维护、拆除等生命周期都产生二氧化碳，使得建筑业与工业、交通运输业一起成为全社会碳排放的三大重要源头。据统计，全球36%的二氧化碳源自建筑业，我国建筑业二氧化碳排放量也占社会总排放量的40%左右。因此，降低建筑物生命周期碳排放量，发展绿色环保的低碳建筑的任务迫在眉睫，这都需要全面、客观地度量建筑物生命周期碳排放。近年来，随着“低碳经济”、“低碳建筑”、“节能减排”等思想理念的深入人心，以及“碳关税”、“碳标签”、“碳交易”、“碳期权”、“碳汇”、“碳基金”、“碳盘查”等新名词的风生水起和大行其道，多国政府、组织机构和业界学者基于不同的数据源，运用多样的计算方法，多方位地度量建筑物的碳排放。本文拟从建筑物碳排量度量的生命周期阶段划分、度量方法、评价标准3个方面，总结国内外已有相关研究的进展和不足，并展望可能的研究方向。

一、 国外相关研究进展

1. 度量阶段。由于研究内容、侧重点、目的等不同，国外学者对建筑物生命周期碳排放阶段的划分不尽相同，但大多采用材料生产、建造施工、使用维护、拆除及材料处置4个阶段，如表1所示。有的研究将建筑物生命周期中的某个阶段进一步分成两个或多个环节，如将使用阶段细分为运行和维护两个部分或将建筑生命周期终结分为拆除和建材处置两个阶段；而有的研究则将几个阶段整合成一个阶段，如将建筑材料的原料提取及加工过程纳入建造阶段或将维护阶段和拆除阶段合并分析。

2. 度量方法。国外众多学者度量建筑物生命周期整体或个别阶段碳排量时主要采用碳排放系数法，其计算原理简单、所需数据较少、计算结果直观且精读较高，特别适用于度量单个建筑生命周期碳排放。但是，建筑的复杂性、地域性、可复制性差等特点，给应用碳排放系数法时相关数据的收集带来较多困难。而且，碳排放系数是社会平均水平下的统计平均值，受技术水平、生产状况、能源使用情况、工艺过程等因素的影响大，区域性和时效性等特点显著，也是碳排放系数法受质疑的重要原因。目前，国外使用较广泛的度量模型如表2所示。

3. 度量工具。近年来，许多政府、组织机构制定专门度量碳排放的标准或技术体系，如表3中的碳排放通用指标。此外，国际上许多度量建筑物可持续发展能力的标准或技术体系将碳排放作为一个重要因素。譬如表3中英国的BREEAM，包含二氧化碳排放量、低或零碳技术等四个子项的能源类别所占的权重比达19%，并建立了材料碳排放因子库。日本的CASBEE从建筑环境效率定义出发，通过相关措施降低环境负荷所产生的负面效果并据此评估建筑物运营能耗、可回收建材等项目，从而达到减少建筑材料生命周期二氧化碳排放的目的。

二、 国内相关研究进展

1. 度量阶段。同国外研究相类似，在度量建筑生命周期碳排放时，国内学者对建筑物碳排放度量的研究也基本遵循材料生产、建造施工、使用维护、拆除及材料处置4个阶段的思路，如表4所示。在这四个大的阶段的划分之下，部分学者根据研究重点和计算方法将部分阶段进一步细分，或将其中的部分阶段加以合并。

2. 度量方法。虽然起步较晚，我国学者对碳排放度量方法的研究也较为深入，只是限于数据收集与统计方法等原因，除台湾地区较多地运用生产线直接能耗统计法外，我国大多数学者采用碳排放系数法，研究热点如表5所示。可见国内研究建筑物碳排放的视野跨度比较大，从建筑单体到住区，再到与宏观经济的关系。少数学者在碳排放系数法的基础上开始探索BIM等新兴技术手段在碳排放度量中的应用。此外，实测法虽然准确度高，但由于其实验条件、数据分析处理等较为苛刻，在核算建筑物碳排放时应用很少，多数为锅炉燃烧过程中废气污染物的核算以及农业生产、森林生态系统碳排放量的估算。

3. 度量工具。与发达国家相比，我国对绿色建筑、低碳建筑的研究启动晚很多。自20世纪90年代后期开始，我国两岸三地的相关组织机构才陆续制定了一系列碳排放计量标准，见表6。在这些评价标准中，作为低碳建筑营建和管理的指导性文件，香港和台湾的标准在各自区域内有所应用。大陆地区的深圳市率先推出量化规范，其他标准大多尚未应用于实践。

三、 结论及展望

建筑物生命周期碳排放是社会碳排放总量的重要组成部分，其度量是建筑业节能减排、建设领域碳交易、发展低碳建筑等活动的基础，也是国内外可持续发展领域的研究热点之一。总结国内外建筑物生命周期碳排放度量相关研究，可以发现国内外通常将建筑物的生命周期划分为材料生产、建造施工、使用维护、拆除等四个阶段，多使用碳排放系数法度量建筑物生命周期碳排放，度量工具的构建尚处于百家争鸣阶段。相对我国而言，国外在建筑物生命周期碳排放度量方面的研究起步早，已从提出碳排放度量的理论方法转为构建碳排放度量的工具软件，度量的建筑类型、规模等也逐步扩展，碳排放因子库的构建取得积极进展。

对比国内外度量建筑物生命周期碳排放的研究进展，可知我国建筑物生命周期碳排放度量尚处于起步阶段，建议未来的研究方向包括：

（1）加强政府、学术机构、学者们之间的研究协作，针对不同的评价目的和阶段，统一建筑物碳排量测算阶段及测算边界，避免重复计算或遗漏。

（2）将可持续、可循环的思想应用在建筑物生命周期的每一个环节，充分考虑建筑物生命周期中的直接、间接碳排放以及碳汇效应。

（3）借鉴美国、英国、日本等发达国家的成功经验，通过激励建筑材料生产企业测算并标注材料碳排放系数等手段，建立健全我国建筑物碳排放因子数据库。

（4）融合BIM等新兴技术，以及建设项目造价软件、能耗分析软件等，分别度量建筑物生命周期各阶段的碳排放度量，建立智能化度量建筑物生命周期碳排放的集成平台。

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基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（项目号：20120092120019）。

作者简介：李德智，东南大学土木工程学院副教授、硕士生导师，东南大学博士，美国马里兰大学访问学者（博士后）；崔鹏，东南大学土木工程学院硕士生；欧晓星，东南大学土木工程学院讲师、博士生。

收稿日期：2014-05-13。