双碳时代下绿色建筑与建筑节能研究

罗瑞雪

（郑州工业应用技术学院，河南 新郑 451100）

1 绿色节能建筑的内涵

绿色建筑是指充分利用自然资源、在不破坏生态平衡的条件下生产出来的建筑产品。绿色建筑又被称为节能环保建筑，在人类居住环境问题日益严峻的今天，绿色建筑成为促进建筑产业可持续发展的重要途径。相比传统建筑产品，绿色建筑的节能水平更高，绿色建筑在设计阶段通常会对其围护结构的热工性能进行优化，提高暖通空调、电气设备及照明等辅助设施的能效水平，并最大程度上加大可再生能源的应用，比如太阳能、地热能等，减少化石能源等不可再生资源的应用，降低建筑的碳排放量。绿色建筑的资源消耗更小，建筑所用的材料具有强度高、耐久性好等特点，建造方式也采用装配式、全装修等更加绿色环保的形式，减少了材料生产、运输过程中的能源消耗，从而降低建筑全生命周期的资源消耗水平。此外，绿色建筑对于土地资源的利用也更加高效，建筑施工、应用过程中增加建筑场地的绿色面积，保护区域生态环境平衡，打造一个更加绿色、宜居的生活环境。由此可见，绿色建筑具有显著的节能减排优势，双碳背景下推动绿色建筑的发展、促进建筑领域的碳减排具有重要的现实意义[1-2]。

2 建筑行业碳排放的形式

建筑行业的碳排放主要包括隐含碳排放和运行碳排放两种形式。

2.1 隐含碳排放

包括建筑材料的碳排放、材料运输、施工、建筑改造及拆卸过程中的碳排放。建筑材料涉及到的材料品种非常多，其中包括钢铁、水泥、玻璃、铝材等用量大的高碳排放因子材料，以及砖瓦、保温材料、陶瓷、塑料金属等用量少的低碳排放因子材料，建筑产品中木材的用量虽然很大，但是其生产过程可以认为是净零碳排放，因此属于碳中和材料。根据相关标准可计算出单位建筑面积内建筑材料的平均碳排放量为450 kg。建筑材料在运输过程中也会存在碳排放，由国家相关标准中各种运输工具的平均碳排放因子可知，建筑材料运输过程中的碳排放量约28 kg/m2，建筑产品建设施工过程中隐含碳排放量为530 kg/m2左右。建筑改造及拆除过程中的碳排放主要来自于机械设备的能源消耗、建筑垃圾的回收及处置等。根据相关文献可知，2016年建筑拆除的碳排放量约为778 亿t，按照年均4%的增长率可以推算出2019年的建筑拆除碳排放量为875 亿t，假设拆除建筑的总面积占当年建筑施工总面积的1/10，则建筑拆除阶段的碳放量计算结果为60 kg/m2[3-4]。将上述建筑材料、建材运输、建筑施工及建筑拆除等4 个方面的碳排放量综合在一起，可以计算出我国建筑的平均总隐含碳排放量，为640 kg/m2。

2.2 运行碳排放

运行碳排放主要包括建筑环境中的能量消耗、建筑公用设施的能耗以及功能性能耗等，环境能耗主要包括空调系统、通风系统、照明系统等，公用设施能耗主要包括电梯、供水、供配电等，功能性能耗主要包括信息系统、办公设备、电动车充电、各类电器等。其中建筑环境能耗与公用设施能耗在不同类型的建筑中相对稳定，功能性损耗是最不确定性的因素。参考相关文献可知，我国2019年建筑运行碳排放量为16 亿t[5-6]。

3 双碳时代绿色节能建筑的发展路径

碳达峰、碳中和背景下，我国绿色节能建筑的发展可以从以下几个方面着手。

3.1 政策层面的引导

一方面要注意碳中和政策引导的差异化。目前我国很多住宅的室内环境远远达不到国际对于健康舒适的标准，由于我国还属于发展中国家，住宅供暖水平较低，因此针对这部分居住建筑可以从政策层面研究如何延长建筑寿命，降低隐含碳排放量。建筑设计阶段要有意识地做好能耗限额设计，提高供暖系统的效率，实现供暖系统的电气化；市场中的家用电器、用能产品等均采用严格的能效等级市场准入制，必须符合能效等级标准的产品才能投入市场。公共建筑则要以降低运行碳排放量为重点，通过能耗监测、分项计量系统等，对建筑的实际能耗进行限额管理，优化能源系统，采用智能化、数字化技术降低建筑运行能耗，规模化应用可再生能源；分别计量公共建筑的功能性及业务性能耗，再将各项能耗独立计入总能耗。另一方面，要加强碳中和工作的基础管理。按照国际通用模式进行能源数据的统计与计量，目前国际上能源消费的数据统计主要分为三大领域，即建筑、交通及工业，建筑领域又细分为城市居住建筑、农村居住建筑、商用建筑、公共建筑、工业建筑及其他建筑等，统计能源数据时要分开统计，保证统计结果的客观性、准确性及全面性[7]。

3.2 技术层面的支持

发展绿色节能建筑除了政策方面的引导外，最重要的是先进的技术支持。首先，优化建筑围护结构节能技术。建筑物的窗户、墙体、屋面等均属于建筑围护结构的范畴，优化建筑围护结构的热工性能，可以减少热能流失，保证建筑物的热能在内部有效运用，减少能源消耗；建筑设计、建造时要注意提高门窗的密闭性，改善墙体及屋面的隔热性能，可在很大程度上降低空气渗透，减少热量流失，达到建筑节能的设计目标。其次，优化采暖供热系统的性能。建筑产品的采暖供热系统包括热源、热网、户内采暖设备等3 个部分，系统运行过程中，要优化锅炉的性能，提高输热管网的传送效率；提高采暖供热系统的设计及施工安装质量，做好系统中各个节点设备的维护与管理，从根本上降低采暖供热系统的能耗水平。室内的采暖设备要做到双管和户，每个房间都能实现温度调控。制定科学、合理的采暖供热收费制度，通过制度引导用户主动节约能源，不断降低建筑的运行碳排放。最后，加强可再生能源的开发与应用。可再生能源的开发与应用是绿色节能建筑的重要发展方向，可再生能源顾名思义即能源可永久使用，且相比传统的不可再生能源，可再生能源清洁、安全、可靠、可循环，对环境的污染非常小。目前已经应用于建筑产品中的可再生能源包括水能、风能、太阳能、生物能等。风能是指风负载的能量，相比之下，我国北方地区、东南沿海地区都有着丰富的风能资源。太阳能则是指太阳负载的能量，目前太阳能的应用比较广泛，比如光伏发电、太阳能聚热系统、太阳能采暖系统、太阳能热水系统等，太阳能用之不尽、取之不竭，且应用过程中不会对环境产生任何不良影响。水能是水在流动过程中产生的能量，目前应用最普遍的就是水力发电，我国的水电技术现在已经达到了国际先进水平，形成了一套比较完善的水电产业体系。生物能主要是自然界的事物转化而来的能源，比如沼气、生物柴油技术等，这些能源是利用自然植物或垃圾形成的，通过生物质转化技术将其转化为能源，并进行无害化及资源化处理，以减少不可循环能源的消耗。

总之，绿色建筑是一种可持续发展的、科学的、先进的建筑模式，建筑节能会对国家的资源战略、可持续发展及环境保护产生直接影响。双碳时代，建筑领域要担负起构建简约适度、绿色低碳的绿色生活方式和绿色工作方式、绿色生产方式的重要责任。