“双碳”目标下建筑领域低碳治理改革路径

许凯

关键词：低碳建筑“雙碳”目标 治理改革 可持续发展

中图分类号：D920.0;F124.3 文献标识码：A 文章编号：1679-3567（2023）10-0046-03

“双碳”目标是我国政府应对气候变化重大举措，旨在实现碳达峰和碳中和，对全球气候具有深远影响。建筑业作为主要碳排放来源之一，扮演着关键角色。建筑领域碳排放主要来自建筑物能源消耗、建筑材料生产、施工和运营，其碳排放周期从设计、建设到运营和维护。因此，低碳治理改革在建筑领域尤为重要，需要综合考虑各个环节来减少碳排放。

1“双碳”目标背景和建筑领域碳排放分析

1.1“双碳”目标背景

“双碳”目标背景是全球气候变化问题紧迫性。气候科学家已经警告，全球气温升高将导致极端天气事件增多、海平面上升、生态系统破坏和社会不稳定。因此，各国政府都在积极寻找途径来减少碳排放，以应对气候变化。

我国政府在这一背景下提出“双碳”目标，表明我国愿意在全球气候行动中发挥领导作用。“碳达峰”目标要求我国尽快在2030年代内实现碳排放峰值，并在此后逐步减少。“碳中和”目标则意味着我国将在2060年之前实现净零碳排放。这一承诺不仅有助于减缓气候变化，还为我国可持续发展提供新机会。

1.2建筑领域碳排放来源

建筑领域碳排放主要来自以下几个方面：建筑物的能源消耗，如供暖、冷却、照明和电器设备；建筑材料的生产，尤其是水泥、钢铁和砖块等材料高能耗和高碳排放过程；建筑施工阶段碳排放，包括机械设备使用、运输和建筑工程废弃物处理；建筑物在运营和维护过程中能源使用和设备维护。老旧建筑通常能效较低，需要更多能源来维持舒适条件，从而增加了能源消耗。建筑领域碳排放问题涵盖多个环节和利益相关者，所以，制定有效低碳治理策略至关重要。

1.3建筑领域碳排放影响因素

建筑领域碳排放受多种因素影响，如建筑用途、建筑年龄、建筑使用率、供能方式、建筑维护质量、用户行为以及经济因素。不同类型的建筑用途，如住宅、办公楼、医疗设施等，碳排放特征各不相同。老旧建筑通常能效较低，需要更多能源来维持舒适条件，碳排放水平较高。建筑使用率和占用率对能源需求和碳排放也会产生重要影响，高度使用的建筑需要更多供暖、照明和冷却，从而增加碳排放。建筑所采用的能源供应方式也直接影响碳排放，使用清洁能源如太阳能、风能以及地源热泵等能够显著减少碳排放。建筑的维护质量和周期性维护对能源效率和设备性能至关重要，定期维护和设备升级可以降低碳排放。建筑居住者或使用者的行为也会影响碳排放，如控制温度、开关灯光等。提高用户节能意识和行为习惯可以降低碳排放。建筑业的发展也常受经济因素影响，如投资、市场需求和物价波动，经济状况对建筑领域碳排放产生间接影响。各种因素相互关联，共同决定建筑领域的碳排放水平。因此，在制定低碳治理改革策略时，需要综合考虑多样化影响因素，以制定切实可行的举措来减少碳排放。

2低碳治理改革路径和策略

2.1发展绿色低碳建材

推动减碳过程中的一种途径是通过开发更环保的新型低碳建材，特别是在建材生产阶段进行技术升级。在建筑领域的碳减排策略中，降低建筑材料的碳排放是一个关键方面。

水泥制造在建筑材料工业中是主要的碳排放来源之一。截至2020年，水泥制造占全国碳排放总量的13%，同时也贡献了建筑材料碳排放的41%。因此，实现碳中和的目标需要特别关注水泥制造过程中的碳减排措施。除了采用替代原材料的技术外，还需要不断研发新型低碳水泥品种，并推广使用低碳胶凝材料。

另一方面，高性能混凝土材料也正在成为低碳建筑的新趋势。与传统建筑混凝土相比，高性能混凝土具有诸多优势，如减少水泥用量、提高耐久性、减少二氧化碳排放等。举例来说，可以使用生物纤维等环保材料来替代石灰石原料，从而制造汉麻混凝土，降低水泥使用量。此外，通过引入新型材料，超高性能混凝土（UHPC）和高延性混凝土（HDC）可以增强混凝土的硬度，提高其耐久性。

2.2绿色低碳建造方式

2.2.1驱动装配式建筑发展，提高钢结构比例

在绿色低碳建筑理念的指导下，政府正在积极推动装配式建筑的发展，并逐步提高了钢结构在建筑中的比例。

与传统的现场浇筑相比，装配式建筑具有多项显著优势，包括降低材料使用量、缩短工程周期以及减少废弃物产生。这些特点与绿色建筑的核心原则高度一致，因此政府正在积极支持和推广这种建筑方式，以实现碳减排和可持续发展的目标。同时，政府也鼓励增加钢结构在装配式建筑中的应用比例，因为钢结构通常具有较高的强度和可持续性，有助于提高建筑的抗震性和减少碳排放。

我国政府正在逐步促进与装配式建筑相关的产业快速增长，这也反映在逐年增加的新开工面积上。截至2020年，全国新开工的装配式建筑总面积达到6.3亿m²。预计到2025年，相对于传统的现场浇筑建筑，装配式建筑有望减少碳排放达到2663万t。这一趋势表明：装配式建筑在我国的发展前景广阔，并将在碳减排和可持续建设方面发挥重要作用。

装配式钢结构被视为一种具备可持续性和可循环利用性的绿色建筑方法，在未来预计将逐渐增加其在建筑领域的应用比例。尽管目前混凝土装配式建筑的建造成本略低于钢结构装配式建筑，但在我国的装配式建筑中，混凝土结构仍占据相当大的份额。然而，混凝土装配式建筑在建造过程中仍存在一些技术方面的不足，此外，混凝土结构的制造会消耗大量资源，并在拆除后可能产生建筑垃圾，这与绿色低碳发展理念不符。因此，未来的发展方向将更加注重提高钢结构装配式建筑的比例，以促进可持续和环保的建筑发展。

钢结构作为一种高延性材料，在抗震性能方面表现出卓越的特点，而且其重量仅相当于混凝土的500%～60%，因此基础建设成本较低，具有优越的经济性。此外，钢结构也被归类为可循环再利用的材料，在拆卸后可以进行多次回收利用，更符合绿色环保原则。以住宅领域为例，与一些发达国家相比，我国目前的住宅中钢结构的应用率相对较低，未来具备较大的发展潜力，可以推动更多钢结构在建筑中的应用，以提升建筑的抗震性能和可持续性，降低建设成本。

2.2.2推进光伏建筑一体化

在“双碳”要求的背景下，光伏建筑一体化（BIPV）呈现出巨大的市场潜力，拥有广泛的应用前景。BIPV与建筑物同时进行设计、施工和安装，形成太阳能光伏发电系统，不仅具备电力发电功能，还担当建筑构件和材料的角色，实现了与建筑的无缝融合。

目前，BIPV仍然处于起步阶段，其全球总装机容量仅占光伏市场的大约1%。截至2021年底，我国拥有巨大的潜在BIPV市场，已有建筑面积可安装光伏容量高达400 GW，每年新竣工建筑面积还可以额外安装40 GW的光伏容量，市场潜力达到千亿元。因此，BIPV已经成为我国实现“双碳”目标的重要趋势之一。

2.2.3“光储直柔”供配电技术

在供给端，采用“光储直柔”新型建筑供配电技术，旨在提高建筑电气化水平，解决建筑行业资源消耗和排放问题。这包括太阳能光伏、分布式储能、直流配电和柔性交互等四项关键技术，可将可再生能源引入建筑电力供应系统，减少对传统能源的依赖，提高能源利用效率，降低碳排放。

2.3建筑廢弃物资源化处理

建筑的整个生命周期末段，需要对建筑废弃物进行资源化处理，以实现资源有效利用和环境保护双赢。

目前，我国仍主要采用相对简单和低成本的填埋处理方式，导致资源化回收处理的转化率相对较低。我国的建筑垃圾资源回收利用流程通常包括垃圾分类、回收处理和再生处理。在再生处理阶段，建筑垃圾如混凝土、砖块和石材可以按不同的配比和尺寸制成再生骨料，进而制造再生砖、无机材料等，以进行二次利用。

对于那些无法完全消除的碳排放，可采用碳捕集利用与封存（CCUS）技术以及生态碳固定等方法，以建立碳汇，推动建筑领域的碳减排。发展CCUS技术在未来实现建筑碳中和方面具有关键性作用。例如：通过应用二氧化碳矿化技术来进行混凝土养护，可以缩短混凝土的初始凝固时间、提高抗压强度，并减少水泥的使用量。

2.4建筑运营智能化

在建筑的运营管理层面，推进建筑楼宇的智能化转型是实现节能和提高效率的重要方法，通过建立自动化的节能系统来减少碳排放。

为实现智能化的建筑楼宇，可以建立楼宇自动化系统BAS。这个系统通常包括5个主要子系统，每个子系统都有其特定用途和功能。空调暖通控制系统监测和调节建筑内的空气质量、温度和通风，以提高舒适度并减少能源消耗。配电控制系统实时监测电力负载，确保电力系统的高效和安全运行。电梯控制系统通过自动化调度和运行，减少等待时间和电梯空载运行，提高电梯效率。给排水控制系统管理水资源的使用和水质监测，以减少浪费和优化污水处理。智能照明控制系统根据室内光照和需求自动控制照明设备，减少电能消耗。这些系统的整合和自动化管理提高建筑的能效和舒适性，降低运营成本，有助于达到环境保护和资源节约双重目标。

3案例研究

我国在低碳建筑领域已经取得令人瞩目的成就，为实现“双碳”目标积累宝贵经验。以北京的中国尊大厦为例，该建筑采用多项绿色建筑技术，包括高效隔热材料和太阳能电池板的应用，这些举措显著改善建筑能源效率和减少碳排放水平。我国还在积极推动Pas-sive House（被动房）标准，这是一种极低能耗建筑标准，具有良好通风系统和有效隔热，能最大程度地减少能源需求。

国际上也有许多成功的低碳建筑项目，我国可以借鉴其中经验。位于丹麦的CopenHill项目将垃圾焚烧厂转化为多功能建筑，如滑雪坡道和公共花园。该项目采用可再生能源供电，并通过高效能源利用实现零碳排放。另外，荷兰的威廉亚历山大医院采用地源热泵和太阳能光伏系统，实现减少温室气体排放和能源自给自足的目标。

4政策建议

在实现“双碳”目标背景下，建筑领域需要采取一系列政策和实践措施来降低碳排放。政府应加强建筑能效法规，确保新建筑和现有建筑都达到更高能源效率标准。政府应该制定更为严格的能源效率标准、建立建筑节能认证体系，并促进能源效率技术研发和应用，以实现这一目标。建立全面碳排放监测和报告体系也可以保证建筑行业碳排放情况具有透明度和可控性。这有助于企业监测其碳足迹、发现改进的机会，并向政府和社会公众报告其碳排放数据。政府还应积极鼓励建筑物安装太阳能、风能和其他可再生能源系统，减少对化石燃料的依赖。为此，可以提供可再生能源发电补贴和制定政策来促进分布式能源系统发展。政策建议有利于推动建筑领域低碳治理改革，实现“双碳”目标，并促进建筑行业可持续发展。政府、行业和社会各界的合作，可以更好地应对气候变化挑战，减少碳排放，创造更加可持续建筑环境。

5结语

我国政府提出的“双碳”目标在建筑领域低碳治理改革方面具有重要意义。本文讨论了“双碳”目标的背景，分析了建筑领域碳排放的来源和影响因素，并提出了多项策略，包括发展绿色低碳建材、推广绿色低碳建造方式、资源化处理建筑废弃物、推进建筑运营智能化等。通过案例研究，国内外已经有成功的低碳建筑项目，为我国提供了宝贵的经验和启发。政府应采取一系列政策举措，促进建筑领域的碳减排，包括强化能源效率法规、建立全面碳排放监测体系、鼓励可再生能源应用等。这些政策建议有助于实现“双碳”目标，减少碳排放，提升建筑质量，促进可持续城市发展，为全球气候行动贡献力量。