生命周期视角下中国建筑业能源区域消耗特征研究

段海燕 陈思颜 刘源源 张诗培 王宪恩 王硕 宋俊年

摘要 建筑业能源消耗全生命周期核算与特征分析对建筑节能与绿色建筑建设具有较大的意义。本文在生命周期视角下，构建建筑业能耗生命周期核算模型，测算建筑材料准备、施工、运营、拆除阶段能源消耗，分析建筑业能耗的全生命周期特征;以25个省市为例，研究不同经济水平、不同气候区等条件下各省市建筑业能源消耗特征，解析能耗控制重点。结果显示，2016年中国建筑业96.30%的能耗源于材料准备阶段（51.41%）和建筑运营阶段（44.89%），数据显示，自2011年以来材料准备阶段就超过运营阶段成为能耗主要领域，钢结构建筑比例的增加致使材料准备阶段能耗明显增加，但从全生命周期来看较为节能;25个省市因经济水平、气候区的差异，而出现“建筑运营阶段能耗高于材料准备阶段能耗区域（I类区）”“材料准备阶段能耗高于建筑运营阶段能耗区域（II类区）”，I类区主要为东北严寒地区、西北严寒地区、南部夏热冬暖地区，其因供暖或制冷时间长、强度大而使建筑运营阶段能耗较高，而华北、华东地区的北京、上海等经济发达地区因城市扩张受限、人口高度集中、公共建筑运营强度大等使建筑运营阶段能耗高;II类区主要为中东部寒冷地区及夏热冬冷地区，经济相对发达、城镇化进程较快等使建筑施工面积不断增加，建造材料能耗高于运营能耗。因此，各省市应该根据本省的经济发展水平和所属气候区，把材料准备阶段和运营阶段作为重点，有针对性地采取节能减排措施，以实现中国建筑业能源消耗全过程控制。

关键词 建筑业;能源消耗;生命周期;钢结构建筑;材料准备阶段

中图分类号 X24 文献标识码 A文章编号 1002-2104（2020）07-0057-09

DOI：10.12062/cpre.20191124

《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》（2015）中明确提出“大力发展绿色建筑，大力推进绿色城镇化，加快推进生态文明建设”，建筑业已经成为国家绿色发展和生态文明建设需要重点关注的行业。建筑业作为国民经济和社会发展的支柱产业，在促进经济社会发展、改善国民生活条件的同时，也消耗了大量能源。统计数据显示，近年来全球建筑部门能源消耗占全球总能耗的39%[1]。中国建筑能耗总量亦呈逐年上升的趋势，约占能源消费总量的34%[2-3]。因此，控制建筑业能源消耗、发展绿色节能建筑成为新时期中国经济社会过程中亟待解决的关键问题。但是，由于我国各省份经济社会发展水平和气候差异较大，致使不同省份建筑业发展和结构存在不同，进而建筑能耗特征存在差异，一刀切的能源政策是否能够做到有效控制全国所有地区的能源消费？另外，自2011年以来我国大幅提高钢结构建筑的应用比例，钢制结构在使用过程中采光较好，可以节约能源，但是从全生命周期看，其是否真的节能？因此，为了系统分析建筑业能源消耗及特征，促进实现中国建筑业能源消耗全过程控制，本文对中国建筑业能源消耗进行全生命周期核算，解析建筑材料准备阶段、施工阶段、运营阶段、拆除阶段能源消耗特征，探究不同阶段能耗控制手段与方法，提出建筑业能源消耗全过程控制对策建议，为中国实施差异化政策、大力发展绿色建筑提供有益借鉴。

1 文献综述

建筑能耗的研究一直受到国内外学者的广泛关注，研究内容、方法以及观点各有不同，主要集中在建筑节能、建筑能耗特征及能耗控制对策等方面的研究。

首先，建筑节能研究，主要集中在建筑节能政策和技术标准等方面，如Frank[4]预测了全球气候变化背景下瑞士各种建筑的能耗变化及相应的应对措施，指出可以通过提高建筑的热围护性能和加强夜间低温情况的通风来降低建筑能耗。Feist等[5]介绍了德国基于CEPHEUS标准的被动式住宅节能设计的节能效果，可以实现减少50%以上的能源消耗。Wang 等[6]利用重庆市1 128户家庭的数据，对建筑能效标准（BEES）在中国的实际有效性进行了研究，结果表明采用高水平建筑能效标准的建筑能够达到较好的节能效果。其次，研究建筑类型的能源消耗，为建筑业规划布局提供依据。如Yang等[7]的研究表明只有当近零能耗建筑和零能耗建筑占建筑总面积的50%以上时，建筑能耗才会开始下降。综上，上述研究将建筑能耗看作一个整体，分析通过政策、技术标准、布局和类型变化来达到降低建筑能耗的目的，研究结果为建筑能耗控制决策实施提供了有益的借鉴。

第二，建筑能耗特征研究方面，包括建筑能耗的全过程与分阶段研究。①建筑能耗的全过程分析研究中，已有研究主要从全生命周期角度将建筑能耗分为不同的阶段，解析不同阶段的建筑能耗占比和贡献度。如Huo等[8]将中国住宅建筑全生命周期划分为建材生产、施工、运营、拆除、回收五个阶段，研究五个阶段的能源消耗，结果表明住宅建筑运营能耗占城市电网总体的70%，而建材生产阶段能耗强度最高，大于60 kg ce/m2。李兆坚等[9]指出建筑运行能耗、建材能耗与间接能耗分别约占全国总能耗的20%、15%和10.5%，减少建筑运行能耗是建筑节能的关键。侯利恩[10]和张燕[11]将中国建筑生命周期能耗分为建材生产、建筑施工、建筑运营和废弃物回收四个阶段，对2001—2013年建筑能源消耗进行研究，结果表明尽管材料准备阶段能耗迅速提升，运营阶段仍旧在建筑总能耗中处于主导地位。②建筑分阶段能耗特征的研究，主要集中在建筑建造和运营两个阶段。如林立身等[12]指出2012年建造能耗占中国能耗总量的26%;秦贝贝[13]建立了中国运营阶段能耗计算模型并对2010年全国各省市建筑能耗情况进行核算，结果表明经济发展水平和所属气候区对建筑能耗比重有着重要的影响。综上，对建筑能耗的全过程分析和分阶段分析结论基本一致，认为建筑运营阶段的能耗占总能耗的比例较大，但是也有学者注意到了中国建筑材料准备阶段能耗问题，指出中国建筑材料准备阶段能耗不断上升，减少建筑材料能耗成为必要。③还有学者以单体建筑为研究对象，对建筑能耗进行全生命周期评价，如Patricia等人[14]對巴西的四种不同类型的住宅建筑进行生命周期评价，结果发现建材中混凝土、钢材的环境影响最大，各阶段中运营阶段的环境影响最大。

上述文献表明，大多数学者认为建筑运营过程的影响最大，这导致现有的针对区域建筑业能耗控制对策多集中于运营阶段。从全球来看，标准化数据库的建立[15]、维护结构的节能改造[16]、智能化建筑管理系统的开发[17]等方式在实际应用中取得了良好的节能效果。建造阶段和施工阶段的研究相对较少，但不论是新型建筑材料的应用[18]还是施工方式的进步[19]，对于建筑的可持续发展都起到了积极作用。在中国，2011年中国住房和城乡建设部颁布了《建筑业“十二五”发展规划》，指出要大幅提高钢结构建筑的应用比例。届时，建筑业全生命周期能耗特征是否会发生改变，钢结构建筑是否更节能？尚需要进一步探讨。另外，也有学者（如秦贝贝[13]）指出经济发展水平和所属气候区对建筑能耗有较大影响，我国各地区建筑业能耗是否存在较大的差異？这也是需要进一步研究的问题。基于此，本文在现有研究的基础上，从全生命周期的角度，将建筑能耗分为建筑材料准备、施工、运营、拆除四个阶段，核算建筑业能耗，分析钢制结构建筑大力推行后建筑能耗的变化;并以25个省、自治区和直辖市（以下简称“省市”）为研究对象，解析不同经济水平、不同气候区等条件下地区建筑能耗的差异，以期为全国及各地区建筑能耗控制决策提供借鉴，为实施有中国特色的差异化建筑节能政策提供依据。

2 模型方法与数据来源

生命周期评价法从产品（建筑）生命周期的全过程出发对建筑各个生命周期阶段产生的能耗进行分析，从而更加准确地寻找出建筑能耗变化的真正原因。将生命周期评价法应用于区域建筑能耗的研究时，首先要考虑区域中处于不同生命周期阶段的建筑之间的相互作用。这也是区域建筑生命周期研究与单体建筑生命周期研究中最大的区别。区域中处于不同生命周期阶段、拥有不同使用功能的建筑的相互作用如图1所示。

2.1 模型方法

2.1.1 生命周期基准流程

本文在现有研究的基础上建立区域建筑生命周期基准流程，考虑了区域建筑生命周期所涉及的全部环节，包含了建筑业的七个主要过程[20-23]：建材生产、建材运输、建造施工、维护施工、改建施工、建筑运营、建筑拆除，参照Huo等[8]、侯利恩[10]和张燕[11]等学者对建筑业生命周期阶段的划分，本文将建筑业生命周期能耗分为四个阶段：第一阶段为材料准备阶段，包含建材生产（旧建材再生产和新建材生产）和建材运输（新建材、废建材、旧建材运输）;第二阶段为施工阶段，包含建造施工、维护施工与改建施工;第三阶段为运营阶段，包含公共建筑（不含供暖）、住宅建筑（不含供暖）和供暖;第四阶段为拆除阶段，如图1所示。

2.1.2 系统边界

本文重点研究区域建筑业（非单体建筑）全生命周期能耗的特征与影响因素，主要通过建筑全生命周期流程中各过程能源的消耗来核算对应阶段的能耗总量，然后结合不同地区的社会经济与气候等自然现状进行能耗分析与评价。因此，本文的系统边界如图1所示，其中材料准备阶段能耗包括不同建材生产、加工过程中产生的能耗与新建材、废建材和旧建材运输过程产生的能耗;施工阶段能耗包括施工期间各类施工活动过程中产生的电力、汽油、柴油等能源消耗;运营阶段能耗主要是指建筑物使用过程中的能耗。相关研究显示，在中国北方寒冷地区，冬季采暖期长，采暖是建筑运营阶段的主要能耗来源[24]。因此，本文将采暖单独作为一部分，把建筑运营阶段能耗分为采暖能耗、公共建筑能耗（采暖除外）、住宅建筑能耗（采暖除外）。

2.1.3 建筑业能耗全生命周期核算模型

（1）材料准备阶段。材料准备阶段能耗主要包括建材生产和建材运输两个过程的能耗。其中建材生产能耗由不同建材用量以及对应的可比能耗的乘积表示;运输能耗由汽油和柴油的用量表示。具体核算公式如下：

其中，Ep表示材料准备阶段能耗;Qi表示第i种建材的用量;αi表示第i种建材的可比能耗;eg和ed分别表示运输过程的汽油和柴油能耗。

考虑到《中国建筑业统计年鉴》仅提供历年水泥、钢材、铝材、平板玻璃、木材五类建材的用量，这五类建材的生产能耗总量占中国建材生产能耗总量的90%以上[25]。因此，结合数据的可获得性，借鉴郭徽[25]的研究结论，本文用五类建材生产能耗推算建材生产总能耗，折算比例为95%。

（2）施工阶段。建筑施工阶段包括建造、维护、改建三个过程，由于施工机械对电力、汽油、柴油等不同能源的使用而产生一定的能耗，因此核算公式如下：

其中，Ec表示施工阶段能耗;Ceij表示第i种施工过程中第j种能源消耗量。

（3）运营阶段。运营阶段能耗可以分为三部分：供暖能耗、公共建筑能耗（不含供暖）、住宅建筑能耗（不含供暖），其中对于供暖能耗，参照《中国城乡建设统计年鉴》的供暖数据，可以分为城市、县城、建制镇、乡村、乡镇特殊区域5个部分进行计算。运营阶段能耗的核算公式如下：

其中，Eo表示运营阶段总能耗;Er、Epu、Eh为分别表示住宅建筑运营过程能耗、公共建筑运营过程能耗和采暖过程能耗;Er1、Er2分别表示城市住宅建筑能耗和农村住宅建筑能耗;Epui表示第i个行业建筑运营过程能耗;hj表示第j个部分的供暖能耗。

（4）拆除阶段。拆除过程中使用不同拆除机械而产生一定的电力、汽油、柴油等能源消耗，核算公式如下：

其中，Ed表示拆除阶段能耗;Deij表示拆除过程中第i种能源消耗。

2.2 数据来源及计算说明

本文核算过程所用的全国及各省市建材用量数据来源于2008—2017年《中国建筑业统计年鉴》;不同材料的可比能耗数据来源于2008—2017年《中国能源统计年鉴》和现有研究[25];施工阶段数据、住宅建筑和公共建筑能耗数据、社会经济指标等数据来源于2008—2017年《中国统计年鉴》和各省统计年鉴;供暖数据来源于2007—2016年《中国城乡建设统计年鉴》;汽油和柴油扣除比例来源于《中国建筑能耗统计报告（2016）》[26]。

考虑到自2006年起，《中国统计年鉴》中建筑方面部分统计数据口径的变化，以及现有各类统计年鉴与各省市统计年鉴公布的最新数据情况不一，本文最终选取25个数据较为完备的省市进行研究，时间范围为2007—2016年。

3 全生命周期视角下建筑业能耗特征分析

3.1 中国建筑业能耗特征分析

建筑业全生命周期核算结果显示，2016年全国建筑业能耗为21.61×108 tce，其中材料准备阶段能耗占比为51.41%，施工阶段能耗占比为3.70%，运营阶段能耗占比为44.89%。即，现阶段我国建筑材料准备阶段的能源消耗最大。分阶段来看，自2011年开始，中国建筑材料准备阶段能耗明显高于运营阶段能耗，如图2所示，這与2011年中国提高钢结构建筑比例相关;再看中国建筑业能源强度的变化曲线，可以发现，自2013年开始其呈逐渐下降的趋势，说明我国能源效率不断提高，钢结构建筑较为节能。综上，自2011年我国大幅提高钢结构建筑比例以来，虽然因钢材的可比能耗较高导致材料准备阶段能耗明显增加，但是从全生命周期来看，钢结构建筑比例的增加明显降低了建筑业单位面积能耗。

3.1.1 建筑材料准备阶段能耗特征分析

材料准备阶段能耗包括建材生产能耗和材料运输能耗两个方面。核算数据显示，2016年全国建材准备阶段能耗为11.11×108 tce，其中建材生产能耗为10.95×108tce，占比98.54%。自2007年以来，建材生产能耗呈不断增加的趋势，如图3所示，而建材运输能耗并未随建材用量增加出现大幅度的上升，这与近年来运输技术与设备的升级紧密相关。

建材生产阶段能耗主要有钢材、木材、水泥、平板玻璃和铝材五类建材生产带来的能耗，数据核算结果显示，2016年钢材能耗最大，为5.42×108 tce，占比52.06%;其次为水泥，能耗为2.87×108 tce，占比27.62%。2007年至今，钢材能耗始终高于水泥、木材等其他建材能耗，尤其是在2011年之后，钢材的能耗明显高于其他建材能耗，伴

随着铝材和平板玻璃能耗不断增高，占比不断增加，如图3所示，这与同时期国家推行钢结构建筑使建筑建材结构发生改变紧密相关。

3.1.2 建筑施工阶段能耗特征分析

建筑施工能耗包括建造施工、维护施工、改建施工和拆除施工四个方面的能耗。2016年施工阶段能耗为0.80×108 tce，占建筑业能耗的3.70%。分析显示，施工阶段能耗受建筑施工面积影响较大，随着施工面积的不断增加，施工能耗不断增高。总体来说施工阶段能耗在区域建筑能耗中的比例远低于另外两个阶段，影响较小。

3.1.3  建筑运营阶段能耗特征分析

2016年采暖能耗、公共建筑能耗（采暖除外）、住宅建筑能耗（采暖除外）分别为1.55×108 tce、3.27×108 tce和4.88×108 tce，其中住宅建筑能耗（采暖除外）最高。从趋势来看，采暖能耗并未随着建筑面积的增加而出现明显的增加趋势，而住宅建筑和公共建筑的能耗量（采暖除外）增加趋势明显;从能源消耗占比来看，公共建筑能耗（采暖除外）占比不断增加，采暖能耗占比不断减少，住宅建筑能耗（采暖除外）占比变化幅度不大，如图4所示。这说明，国家相关采暖政策实施和技术进步有效控制了采暖能耗的增加，单位面积采暖能耗呈明显下降趋势;随着城镇化的不断推进，公共建筑面积不断增加。作为人们进行各种公共活动（办公、商业、医院等）的公共建筑，普遍存在使用率高、运营时间长等特点，致使公共建筑能耗不断增加[27]。因此，需要国家加大节能建筑改造力度，增加节能建筑和绿色建筑的比例。

3.2 区域建筑业能耗特征分析

从全国来看，自2011年国家大力发展钢结构建筑以来，建筑材料使用结构的变化使材料准备阶段能耗明显高于运行阶段能耗。从各省区建筑业能耗核算数据来看，由于经济社会发展水平和所属气候区的差异，不同地区两阶段能耗存在差别，如图5所

示。按照材料准备阶段能耗、建筑运营阶段的能耗情况，可将所研究的25个省市分为两类：I类区-运营阶段能耗高于材料准备阶段能耗区域、II类区-材料准备阶段能耗高于运营阶段能耗区域。

3.2.1 I类区建筑业运营阶段能耗特征与原因分析

I类区建筑业能源消耗特征与先期研究结论基本一致，即建筑运营阶段能耗高于材料准备阶段能耗和施工阶段能耗，这类区域有黑龙江、辽宁、吉林、北京、天津、上海、山东、贵州、广东、海南、新疆、甘肃、青海和内蒙古14个省（市、区），从省市的地理位置来看，有处于东北严寒地带的黑龙江、吉林、辽宁东北三省，处于南部炎热地带的贵州、广东和海南，处于华北、华东地区经济发达、人口集中的北京、天津、上海、山东，还有处于西北高海拔地带的新疆、甘肃、内蒙古和青海，区域特征明显，因此，I类区根据区位气候特征和经济社会发展水平的差异又可以分为三大特征区域：

第一类特征地区：东北严寒地区的黑龙江、吉林、辽宁，西北严寒地区的新疆、甘肃、内蒙古和青海，这类地区建筑运营阶段能耗高的主要原因：①气候因素，东北三省地处中国东北严寒地区，冬季采暖期较长，且主要以煤炭为主，导致建筑运营阶段能耗较高。②经济社会发展影响因素，近年来，这类省区经济发展水平不高，城镇化发展缓慢（如图6）。因此，建筑施工面积增长缓慢，导致材料准备阶段能耗低于运营阶段能耗。全生命周期来看，东北三省中运营阶段能耗占比黑龙江最高、辽宁省最低，材料准备阶段能耗占比从高到低依次为辽宁省、吉林省、黑龙江省，这与各省所处的地理位置相关，黑龙江省在最北面，冬季气温更低，采暖时间更长，因此相对而言，其运营阶段能耗占比较高。

第二类特征地区：南部夏热冬暖地区的广东、海南及温和地区的贵州，这类地区建筑运营阶段能耗高的主要原因：①气候因素，该类区域地处中国南部炎热地带，夏季炎热，制冷时间长、强度大，致使建筑运营阶段能耗高。②经济社会发展影响因素，广东省的深圳、广州等城市人口集约化程度高，公共建筑使用强度大，公共建筑运营能耗高;另外，2007—2016年广东省城镇化增长率仅为6.06%，远低于经济水平相当的江苏省（14.52%），建筑施工面积增长缓慢，进而使材料准备阶段能耗较低。全生命周期来看，施工阶段海南省和广东省能耗占比差别不大，而海南省运营阶段能耗占比高于广东省能耗占比，材料准备阶段广东省能耗占比高于海南省，这与两省的气候相关，海南省更加炎热，运营阶段制冷能耗更高。

第三类特征地区：华北华东经济发达地区的北京、天津、上海、山东，这类区域气候特征不显著，经济社会发展因素显著。①该类地区属于我国发达地区，城镇化水平高，2016年北京、天津、上海、山东城镇化率分别为86.50%、82.93%、88.70%、59.02%，城市的扩张受限，建筑施工面积增长缓慢，材料准备阶段能耗不高;②该类地区人口集约化程度高，办公、商场等公共建筑使用率高、强度大，建筑运营阶段能耗高。因此，经济发展、城镇化水平高、人口集约化程度高的地区建筑运营阶段能耗较高。全生命周期来看，施工阶段能耗占比，上海和天津高于北京和山东;运营阶段能耗占比从大到小依次为北京、上海、天津、山东，分析显示，与其城镇化水平紧密相关，北京和上海的城镇化率明显高于天津和山东;同时，北京与上海相比冬季采暖能耗要明显高一些，因此整体来看，北京的运营能耗占比相对较高。

综上，I类区中北方严寒地区、西北严寒地区、南部夏热冬暖地区省市区位气候特征显著，供暖、制冷等服务使其建筑运营阶段能耗高;而部分中部省区，经济发达、城镇化水平高、人口集约化程度高的地区，因城市扩张受限、公共建筑运营强度大等原因而使建筑运营阶段能耗高。

3.2.2 II类区建筑业材料准备阶段能耗与原因特征分析

II类区域的材料准备阶段能耗高于建筑运营阶段能耗，主要省份有江苏、福建、湖北、安徽、四川、江西、山西、云南、河南、陕西、湖南11个省市，如图5所示，此类区域主要分布于我国的中部和东南沿海一带，所属气候区为寒冷地区、夏热冬暖地区。根据11个省的GDP、人口、二产占比、城市化率的相关数据，该类地区经济社会发展特征明显，从各地区经济发展来看，该类地区除云南和山西以外，GDP普遍在18 000亿元以上，属于经济较为发达地区;人口基本都在3 500万人以上;该类地区二产占比增长率较高，经济发展速度快，需要大量的厂房建设;从城镇化发展速度看，该类地区近十年城镇扩张速度快，基本都在11%以上，如图6所示，建筑施工面积增加较多。另外，该类地区处于我国的中部和东南沿海一带，四季分明，对墙体厚薄要求不高，钢结构建筑能够很好地满足该类地区对建筑性能的需求，该类地区经济发达可以支撑造

价相对较高的建筑，因此在这种政策扶持下、区域本身经济发展的需求下，钢结构建筑得到了良好的发展，材料准备阶段能耗较高。从全生命周期来看，施工阶段能耗占比相差不大，其他阶段能耗差异明显，尤其是江苏、福建等，材料准备阶段能耗占比明显高于运营阶段能耗占比，这与这些省份城市化发展进程紧密相关，如图6（d）所示。因此，与运营阶段的能耗相比，该类地区由于经济快速发展、城市扩张等需求，施工面积不断增加，同时受国家相关政策的影响，钢结构建筑比例较大，材料准备阶段能耗较高。

4 结论与建议

本文基于生命周期视角，核算建筑材料准备、施工、运营、拆除四个阶段的建筑能耗，分析钢制结构建筑大力推行后建筑能耗的变化特征;并以25个省市为研究对象，探析建筑业能耗特征差异，揭示不同经济水平、不同气候差异条件下各地区能源消耗的生命周期特征。研究表明：

（1）中国建筑业能耗主要产生于建筑材料准备阶段和建筑运营阶段，2016年两者总占比为93.30%。自2011年中国出台增加钢结构建筑比例的相关政策以来，材料准备阶段能耗迅速增加并超过运营阶段。这说明在现阶段，实现中国建筑业节能，应重点关注材料准备阶段的节能。而这其中，如何使钢材可比能耗降低到国际先进水平进而降低材料准备阶段能耗是未来的一个重点方向。

（2）从各省区建筑业能耗核算数据来看，由于经济社会发展水平和所属气候区的差异，建筑业生命周期阶段的能耗与全国的能耗特征并不一致，可将中国的25个省市分为两类：I类区-运营阶段能耗高于材料准备阶段能耗区域、II类区-材料准备阶段能耗高于运营阶段能耗区域，I类区的东北严寒地区、西北严寒地区、南部夏热冬暖地区，其因供暖或制冷时间长、强度大而使建筑运营阶段能耗较高，而中部地区经济发达、城镇化水平高、人口集约化程度高的地区，因城市扩张受限、公共建筑运营强度大等原因而使建筑运营阶段能耗高;II类区经济相对發达、城镇化进程较快等使建筑施工面积不断增加，同时受国家

相关政策的影响，钢结构建筑比例较大，材料准备阶段能耗较高。

综上，国家钢结构建筑的相关政策有效实现了全生命周期的建筑节能，但是相关政策环境与社会经济因素的改变也使得建筑业各阶段能耗特征发生相应的变化。尽管国际上普遍认为运营阶段是当前建筑节能的工作重点，但是对于社会经济发展迅速的中国尤其是中国中部地区发展迅速的省市，建筑需求不断上升，材料准备阶段已经成为实现建筑业节能减排所应关注的主要阶段。因此，应从生命周期视角对建筑业能源消耗进行控制，提高建筑节能标准、大力发展绿色建筑，走一条有中国特色的建筑节能之路。

（编辑：于 杰）

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Characteristics of reginal energy consumption of Chinas

construction industry from the perspective of life cycle

DUAN Hai-yan CHEN Si-yan LIU Yuan-yuan ZHANG Shi-pei

WANG Xian-en WANG Shuo SONG Jun-nian

（College of New Energy and Environment， Jilin University， Changchun Jilin 130012， China）

Abstract The whole life cycle accounting and characteristic analysis of energy consumption in the construction industry has great significance for building energy conservation and green building development. From the perspective of life cycle， this paper designs a life cycle energy consumption model of the construction industry， which can be used to measure the energy consumption at the stages of building material preparation， construction， operation and demolition， and analyzes the life cycle characteristics of the construction industry energy consumption. Taking 25 provinces and cities as examples， this paper analyzes the energy consumption characteristics of the construction industry in different provinces and cities under different economic levels and in different climate zones， and analyzes the key points of energy consumption control. The results show that 96.30% of the energy consumption of Chinas construction industry in 2016 came from the material preparation stage （51.41%） and the construction operation stage （44.89%）. The material preparation stage has surpassed the operation stage to become the main energy consumption field since 2011. Although the increase of the proportion of steel structure building leads to the significant increase of energy consumption in the material preparation stage， it is more energy efficient from the perspective of the whole life cycle. Due to the differences in economic levels and climate， the 25 provinces and cities can be divided into category I areas （in which the energy consumption at the operation stage is higher than that at the material preparation stage） and category II areas （in which the energy consumption at the material preparation stage is higher than that at the operation stage）. The category I areas are mainly the severe cold areas in northeast China， the severe cold areas in northwest China， and the warm areas in summer and winter in south China. Long-term and high-intensity heating and cooling make high energy consumption at the operation stage. However， in north China and east China， such as Beijing， Shanghai and other economically developed regions， due to limited urban expansion， high population concentration and high operation intensity of public buildings， energy consumption at the construction operation stage is high. The category II areas are mainly concentrated in the cold winter regions and the hot summer and cold winter regions in east-central China. Due to the relatively developed economy， rapid urbanization process and other factors， the construction area of these provinces and cities keeps increasing， resulting in higher energy consumption at the material preparation stage than at the operation stage. Therefore， Chinese provinces and cities should， according to their economic development level and climate features， focus on the stages of material preparation and operation， and take targeted measures to save energy and reduce emissions， so as to control the whole process of energy consumption in Chinas construction industry.

Key words construction industry; energy consumption; life cycle; steel structure construction; material preparation stage

收稿日期：2019-08-07 修回日期：2020-03-19

作者簡介：段海燕，博士，教授，博导，主要研究方向为环境管理与环境经济、环境法等。E-mail： duanhy1980@jlu.edu.cn。

通信作者：宋俊年，博士，副教授，博导，主要研究方向为新能源利用系统构建与模拟、能源-环境-经济政策模拟与评价。E-mail： songjunnian@jlu.edu.cn。

基金项目：国家自然科学基金项目“‘污染排放-环境质量同步耦合情景下行业企业初始排污权差异化配置模式与优化算法研究”（批准号：71773034）。