亚洲绿色建筑评价体系CO2 减排指标比较研究＊

刘科 冷嘉伟

东南大学建筑学院

建筑业是世界上最大的能源消耗和最主要的温室气体排放行业之一，其能耗占全球最终能耗的30%，且约40%～50%的全球温室气体排放来自建筑业[1]。亚洲是人类活动最密集的地区之一，世界61%的人口聚居于此，随着社会经济的发展、城镇化的扩张、工业活动的增加和人口密度的提高，亚洲CO2等温室气体的排放量占全球比重巨大。研究表明，从2000年到2008年，亚洲人均温室气体排放量增长97%，而世界其他地区的人均温室气体排放量仅增长18%[2]。基于CO2库兹涅曲线，亚洲的碳排放仍呈现上升趋势，远低于“拐点”水平。根据该曲线预测，若不加以控制，亚洲人均CO2排放量将在2050年达到10.2t/人[3]。为控制和缓解建筑业的CO2排放，亚洲各国和地区的绿色建筑评价体系陆续注重碳排放相关指标的设置。目前亚洲较为成熟的绿色建筑评价体系有日本的CASBEE、韩国的G-SEED、中国大陆的《绿色建筑评价标准》、中国台湾的EEWH、中国香港的HK-BEAM和印度的LEED-India等[4]。

中国作为世界第二大经济体，CO2的年排放量在2005年开始超过美国，成为全球最大的CO2排放国[5]。随着城镇建设的快速发展，建筑碳排放占国家总碳排放的35%～50%，建筑业的CO2减排已成为我国当前社会和经济建设过程中的一项重要任务。我国最新版《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2019）对减碳指标提出了相应提倡，但对于CO2相关指标的评价缺乏落实的指导性和必要的量化方法，且因其实施较晚，目前也缺少针对最新版本的碳排放研究，仍需借鉴其他国家和地区的经验。因此，本文基于亚洲地区发展特点，选取日本的CASBEE-NC（2014）和中国台湾地区的EEWH-BC（2015）与中国大陆的《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2019）进行CO2相关指标的比较研究，为完善我国《绿色建筑评价标准》中的减碳指标提出合理建议。

1 绿色建筑评价体系的对象介绍

1.1 日本建筑物综合环境性能评价体系（CASBEE）

CASBEE最初由日本建筑环境与节能研究所（IBEC）于2002年开发，目前关于新建筑的CASBEE最新版为CASBEE-NC（2014）。CASBEE体系主要从建筑环境质量（Q）和建筑环境负荷（L）两个方面综合评价建筑与环境。建筑环境质量包括室内环境（Q1）、服务性能（Q2）、室外环境（Q3），建筑环境负荷包括能源（LR1）、资源与材料（LR2）、建筑用地外环境（LR3）[6]。CASBEE通过建筑环境质量（Q）和建筑环境负荷（L）的比值来衡量绿色建筑环境效率的等级，即建筑环境效率（BEE），如式（1）所示：

式（1）中，SQ为建筑环境质量的指标总得分（SQ=SQ1+SQ2+SQ3），SLR为建筑环境负荷的指标总得分（SLR=SLR1+SLR2+SLR3）。其中CO2的排放作为体系必评要素，CASBEE提供具体的CO2排放计算方式，CO2排放性能指标除了体现在BEE值中，还单独成表以不同星级的形式呈现在评价证书中。

1.2 中国台湾的绿建筑评估体系（EEWH）

EEWH绿色建筑评价体系诞生于1999年，是亚洲第一个绿色建筑评价系统[7]。目前最新的基本体系平台为EEWH-BC（2015）。EEWH系列从生态、节能、减废、健康四个方面对绿色建筑进行评价，具体落实到九大指标：生物多样性指标（RS1）、绿化量指标（RS2）、基地保水指标（RS3）、日常节能指标（RS4）、CO2减量指标（RS5）、废弃物减量指标（RS6）、室内环境指标（RS7）、水资源指标（RS8）、污水垃圾改善指标（RS9）。该体系将“CO2减量指标（RS5）”单独列为一类，体现了EEWH对控制碳排放的重视。

1.3 中国绿色建筑评价标准（GB/T 50378）

中国大陆在2006年发布《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2006），并于2014年和2019年更新。最新版《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2019）（以下简称《绿建标准》）于2019年发布并实施，是适用于所有民用建筑的单一手册，具体分为安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约和环境宜居五类必评性指标，每类必评性指标包括控制项和评分项两个部分，评价指标体系还统一设置加分项（表1）[8]。绿色建筑评价可在建筑工程竣工后进行，也可在建筑工程施工图设计完成后进行预评价。

表1 GB/T 50378-2019的体系框架及指标分值

2 绿色建筑评价体系CO2相关指标比较分析

2.1 CO2相关指标评价范畴

通过分析，CASBEE-NC（2014）中CO2相关指标主要涉及服务质量（Q2）中的“耐久性与可靠性（Q2.2）”、节能（LR1）指标相关的能源法规和相关系数、资源和材料节约（LR2）中的“减少不可再生资源的使用（LR2.2）”以及场地外部环境影响（LR3）中的“全球变暖的考虑（LR3.1）”。EEWH-BC （2015）中CO2相关指标主要涉及绿化量指标（RS2）、日常节能指标（RS4）和CO2减量指标（RS5）。《绿建标准》中CO2相关指标主要体现在提高与创新（Promotion and Innovation,P&I）指标第9.2.7条“进行建筑碳排放计算分析，采取措施降低单位建筑面积碳排放强度，评价分值为12分”。

根据三个评价体系的横向比较，可以发现CASBEE-NC（2014）和EEWH-BC（2015）的CO2相关指标评价都从建筑节能和节材两个方面考虑。不同的是，CASBEE-NC（2014）在LR3指标中提出了具体的量化碳排放方法（LCCO2计算），而EEWH-BC（2015）则通过RS2指标强调了植物光合作用在一定时间内CO2的固定量。《绿建标准》中CO2相关指标较为笼统，具体的减碳措施可以体现在项目的各个环节中。综合三种绿色建筑评价体系的CO2相关指标评价，可总结为四个方面：能源使用、建材使用、植物固碳、碳排放计算（表2）。

表2 三种体系CO2相关指标分析

2.2 CO2相关指标属性分析

2.2.1 直接性与间接性

直接减碳指标是指在绿色建筑评价标准中提供CO2（或CO2当量）排放计算方法，计算全生命期CO2排放的指标及其他直接针对CO2减量的指标。间接减碳指标是指在通过一定措施达到指标目的的同时还能间接减少CO2的排放，并在该指标中提及CO2计算的指标[9]。根据定义可得，三种评价体系的CO2相关指标多为间接指标，在节能、节材的基础上间接减少碳排放。

在节能方面，CASBEE-NC（2014）的LR1指标从建筑外表面热负荷控制、自然能量使用、建筑服务系统的效益和运营效益等角度控制建筑运营能耗，通过相应的节能法律及不同能源碳排放数据库进行能耗与碳排放之间的联系。EEWH-BC（2015）的RS4指标从建筑外围护热工性能、空调的使用和人工照明使用三个方面控制建筑运营能耗，在评价中CO2指标并无直接体现，需从能耗用量进行换算。

在节材方面，CASBEE-NC（2014）的Q2指标从耐久性与可靠性角度入手，通过延长结构材料的使用寿命和增加必要的外部装修翻新间隔，实现材料的节约；LR2指标通过减少材料使用、沿用现有的结构框架、使用可循环材料、使用来自可持续林地的木材、提高材料的重复使用率等措施减少不可再生资源的使用；LR3指标是唯一的直接性减碳指标，且提出了具体的建筑全生命周期CO2排放计算方法，即LCCO2计算方法。EEWH-BC（2015）的RS5指标从结构合理化、建筑轻量化、材料耐久化和再生建材使用四个方面落实节材措施，通过节约建材的使用量从而减少建筑物CO2的排放。虽然RS5将CO2减量指标作为单独一项列出来，但由于没有对碳排放量进行具体计算，多依赖建材生产与运输阶段的节材措施，故本研究也视其为间接指标。如图1所示，EEWH-BC（2015）的RS2指标从植被固碳角度降低建筑碳排放量，以植物四十年CO2固定量作为绿化效益的换算标准，通过场地绿化量间接降低碳排放。《绿建标准》的CO2相关指标明确了进行碳排放的计算以及提出降低单位面积碳排放强度的要求，但内容笼统缺少具体措施性指导，故目前将这一指标视为间接性减碳指标，对未来指标的完善留有一定空间。

2.2.2 必要性与鼓励性

与CASBEE-NC（2014）相比，EEWH-BC（2015）和《绿建标准》都专门设置了鼓励性指标。EEWH-BC（2015）在九大评价指标之外，单独设立“绿色建筑创新设计”项，目的是为一些不能量化、不能计算的绿色建筑技术预留弹性的评价空间，弥补现行系统的不足；《绿建标准》在五大评价指标之外，单独设立“提高与创新”项，目的是鼓励建筑在各环节采用先进、适用、经济的技术、产品和管理方式。针对CO2相关指标，CASBEE-NC（2014）和EEWH-BC（2015）都在必评指标中直接和间接地提出了减碳要求，而《绿建标准》仅在鼓励性指标中出现碳排放要求的条例，且只针对申请绿色金融服务的建筑项目，没有碳排放的计算与说明。由此可知，CASBEE-NC（2014）和EEWH-BC（2015）的CO2相关指标多属于必要性评价指标，而《绿建标准》的CO2相关指标目多为鼓励性指标，对其他建筑项目缺少一定的必评性与强制性。

根据绿色建筑的评定和等级，可将必要性指标分为“门槛项”与“等级项”，类似于《绿建标准》中的“控制项”与“评分项”。“门槛项”为评定绿色建筑必须满足的必要性指标，“等级项”属于在满足“门槛项”指标的基础上进行绿建等级评价的必要性指标。由于CASBEE的六大指标都是评定绿色建筑和评价绿色等级的指标，故CO2相关指标在CASBEE-NC（2014）中同属“门槛项”与“等级项”。因中国台湾地区长期面临缺水、缺电的环境能源问题，EEWH中“日常节能指标（RS4）”与“水资源指标（RS8）”为必要的“门槛项”指标，即未通过此两类指标的建筑无法获得绿色建筑认证，在CO2相关指标中除RS4为“门槛项”之外其他均为“等级项”（图2）。

2.2.3 建筑全寿命阶段

三个绿色建筑评价体系都从建筑全寿命阶段进行碳排放评估，而全寿命阶段的划分各有区别，本文以ISO14040和ISO14044国际标准为依据，将建筑全寿命周期统一分为建设阶段（包括建材生产、建材运输和建筑施工）、运营阶段和拆除阶段（包括建筑拆除和建材回收阶段）（图3）。CASBEE-NC（2014）中，Q2和LR2在建设阶段通过建材和资源的节约实现减排措施，Q2还可在拆除阶段延长建筑使用寿命和扩大翻新间隔，LR3的LCCO2计算贯穿整个建筑全寿命周期[10，11]。EEWH-BC（2015）中，RS5在建设阶段从建材的生产和运输环节进行低碳措施，RS4和RS2属于运营阶段的减碳措施。《绿建标准》在设计阶段主要计算分析建筑的固有碳排放量，运营阶段主要计算分析在标准运行工况下建筑的资源消耗碳排放量[8]。

2.3 减碳指标相关量化分析

以建筑全寿命周期为标准计算碳排放，CASBEE-NC（2014）提供了两种LCCO2核算过程：标准核算和独立核算。标准核算可以将繁琐的计算简化成易于实际操作的估算方法，估算得到建筑建造、运营和维护拆除三个阶段的碳排放量。查阅《日本建筑LCA指南》提供的建材碳排放清单，在建筑各阶段将所需的材料数量乘以每种材料的CO2排放因子，采用AIJ-LCA&LCW软件最终得出总和。独立核算需要社会第三方建筑咨询机构提供详细的工程信息清单和科学的计算方法，针对性强、计算结果也更精确。由于独立核算结果不反映在LR3指标和BEE中，故本文主要分析标准核算。LCCO2计算的标准核算在建筑全寿命各阶段，将建筑的建造、维护、升级、拆除所需的材料数量或化石能源的消耗量乘以每种材料的CO2排放因子或每种能源的CO2排放因子，如式（2）所示：

式（2）中，E为建筑全寿命周期碳排放量，Qi为第i种材料或能源的使用量（单位一般为m2，kg，kJ，kW·h），Ci为第i种材料或能源的碳排放因子（单位一般为t/m2，t/t，t/kJ，t/kW·h）。根据CASBEE的建筑全寿命周期阶段分类，LCCO2标准核算如式（3）所示。

式（3）中，EC为建设阶段碳排放量，EM为维护阶段碳排放量，EU为更新阶段碳排放量，EO为运营阶段碳排放量，ED为拆除阶段碳排放量。

EEWH-BC（2015）关于减碳内容的指标虽无具体的碳排放量计算，但侧重相关减碳指标的评分效果，关于CO2相关指标得分计算式如下：

1 直接性减碳指标与间接性减碳指标

2 三个体系中CO2 相关指标的必要性与鼓励性

3 三个体系中CO2 相关指标在建筑全寿命不同阶段的从属情况

4 GB/T 50378-2019 必要性指标中CO2 相关指标框架设置建议

式（4）中，RSCO2为CO2相关指标总得分，RS2为绿化量指标分项得分，RS4为日常节能指标分项得分，RS5为CO2减量指标分项得分；式（5）中，R2为绿化量指标得分变距；式（6）中，RS41为外壳节能指标得分，RS42为空调节能指标得分，RS43为照明节能指标得分；式（7）中，EEV为建筑外壳节能效率，a为合格变距得分权重系数；式（8）中，RS4'2为中央空调子系统得分，RS4''2为个别空调子系统得分，Afc'为使用中央空调的楼地板面积，Afc''为使用个别空调子系统的楼地板面积；式（9）中，EL为室内照明系统节能效率；式（10）中，R5为CO2减量指标得分变距。

通过相关计算分析可知，CASBEE-NC（2014）从建筑全生命周期角度提出了具体的建筑碳排放计算方法，通过制定基于该国的材料与能源碳排放因子数据库，开发并采用针对性的软件工具，落实了建筑碳排放的量化措施。EEWH-BC（2015）虽无具体的建筑碳排放量计算，但通过CO2相关指标的得分，强调了不同方面的减碳措施比重，对减碳措施在实际操作中的侧重有一定指导意义。我国《绿建标准》目前仅提倡进行建筑碳排放的计算，但并没有具体统一的碳排放计算公式，在量化方法与减碳措施的比重上缺少相对的数据指导。

2.4 对我国《绿建标准》关于减碳评价的建议

2.4.1 增加必要的碳排放评价

CO2相关指标不应限于“提高与创新”中的加分项，可将减碳内容落实到相应的必要性指标中，增加碳排放评价的强制性。针对材料减排，CASBEE体系和EEWH体系都通过提高材料与结构部品的耐久性来降低CO2排放，《绿建标准》的“安全耐久”指标需对材料的耐久性提出要求，结合“资源节约”指标中的“节材与绿色建材”项，通过控制建材使用量实现减排。能源消耗主要在运营阶段，此阶段的减碳措施可以体现在“资源节约”指标中的“节能与能源利用”项和“生活便利”指标中的“物业管理”项。在“环境宜居”指标中，可以借鉴EEWH体系中的RS2指标，在现有“场地生态”中强调绿植固碳的重要性。现有的《绿建标准》没有具体的建筑全寿命CO2排放量计算，可以借鉴CASBEE体系的LCCO2计算方法，在“环境宜居”指标中增加“建筑全寿命CO2核算”项，通过建筑碳排放量的计算结果为评价减排效果提供基准和依据（图4）。

2.4.2 指导减碳措施的落实

不同方面的减碳措施，应从得分比重上有所区别，提出具体的措施指导。借鉴EEWH-BC（2015）的得分经验，可以增加建筑外围护相关的措施比重，例如针对“安全耐久”中的建材使用寿命与“资源节约”中的围护结构材料的热工性能，增加相应得分比重，列出具体的达标措施。建筑全寿命周期的CO2核算是评价建筑碳排放情况的前提，其得分比重也应增加。

2.4.3 统一碳排放计算方法

我国《建筑碳排放计算标准》（GB/T 51366-2019）虽已于2019年开始实施，但由于其发布时间在《绿建标准》之后，在《绿建标准》中并无《建筑碳排放计算标准》（GB/T 51366-2019）的硬性准则[12]。为统一和明确建筑碳排放的量化数据，可在《绿建标准》的“环境宜居”指标中新增“建筑全寿命CO2核算评价”项，建立两者的接口，有利于规范和引导绿色建筑开展碳排放计算，与国际接轨。目前建筑设计阶段普遍借助BIM软件、能耗模拟软件和LCA软件对建筑碳排放进行预测估算。BIM软件建立的模型包含大量的建筑信息，经过导入相关的能量分析插件，可获取相应能量分析和碳排放分析数据[13]。但BIM软件和能耗模拟软件的计算逻辑多以西方标准为依据，内置的算法和边界条件与我国的相关标准规范差别较大，需要根据我国的计算标准进行再研发，真正适应本土化应用[14]。目前我国完全自主知识产权的建筑性能模拟分析平台DeST已获得ASHRAE140国际标准认证，为碳排放的相关预测与计算提供了工具支撑[15]。而LCA计算工具主要以CO2排放因子相关的数据库为技术支持，目前以我国建筑基础数据为主的数据库有Sinocenter、CLCD和BELES等[16]，建议评价体系明确并统一符合我国实际的CO2相关数据库。

3 结语

本文从评价范畴、指标属性、量化方法三个方面比较研究了CASBEE-NC（2014）、EEWH-BC（2015）和中国《绿建标准》中CO2相关指标。研究可知，CASBEE-NC（2014）和EEWH-BC（2015）都将减碳内容设置为必要性评价指标，而《绿建标准》的CO2相关指标缺少一定的强制性。在今后完善我国《绿建标准》的工作中，应从节能、节材、固碳、碳排放计算四个方面将CO2相关指标定性为必评性指标，将建筑全生命周期不同阶段的具体减碳措施纳入绿色建筑的评价范畴，同时强调评价体系中相关量化方法的重要性。借鉴CASBEE-NC（2014）和EEWH-BC（2015）的成熟经验，为我国《绿建标准》碳排放的相关内容提出完善建议。

图表来源：所有图表均由作者自绘。