大学校园建成环境低碳路径研究综述*

杨 扬，高 峰

引言

气候变化所带来的环境问题越来越阻碍国家的发展和危害人类健康，导致环境问题的关键原因是二氧化碳的过量排放[1]。根据国际能源署的能源报告显示，2019年中国的碳排放总量约占了全球碳排放总量的1/3[2]，不论是和发展程度和人口相近的发展中国家印度相比，还是和发达国家美国相比（图1），中国在二氧化碳减排方面具有巨大的潜力。

图1 2019年全球部分国家二氧化碳排放量及增长趋势（数据来源：IEA）

当前我国城市碳减排工作同时面临工业水平高、建筑基数大和交通体系杂等多重严峻挑战[3]，城市地区的能源消耗约占全国总能耗的3/4[4]。城市建设领域作为减碳的关键领域，在不同层面所关注的重点有所不同[5]：宏观层面重点关注能源和工业的减碳，通过能源高效利用和工业转型升级解决；微观层面重点关注单一建筑的减碳技术，通过提升建筑设备效率、完善建筑的围护结构性能和使用可再生资源等解决。根据国家统计局的数据计算分析，从2017 年到2021 年间，宏观层面的能源与工业能耗，微观层面的建筑单体能耗占比逐年下降，中观尺度的城市社区能耗占比逐年上升[6]，中观尺度的社区碳减排已经成为我国城市碳减排的热点问题。

在城市社区层面的碳减排工作中，亟待解决大学校园的碳排量总量过高问题[7]。目前，教育部相继出台了关于校园建设的文件，都将“校园节能和节水、环保、绿色、低碳”列为工作的重点。2021 年7 月，教育部出台了《高等学校碳中和科技创新行动计划》，提出了“在高校系统布局建设一批碳中和领域科技创新平台”的方式来实现校园碳中和[8]。2022 年10 月，教育部关于印发《绿色低碳发展国民教育体系建设实施方案》的通知，明确指出“将绿色低碳发展融入校园建设”[9]，大学校园的发展重心开始转向低碳发展（图2）。

图2 我国大学校园建设发展重心变化趋势

1 研究数据与研究方法

1.1 研究数据与分析方法

本文聚焦于分析“大学校园建成环境-碳排放”的研究领域，基于国内外两大主流数据库中国学术网络出版总库（CNKI）和Web of Science 数据库为数据源进行文献收集，文献发表时间区间从2000 年1 月1 日到2022 年12 月31 日，检索时间为2023年8 月7 日。在知网数据库搜索“大学校园”“建成环境”“碳排放”“低碳”等核心关键词，共收集到1233 篇“大学校园建成环境-碳排放”相关性研究的文献。在Web of Science 数据库搜索“University Campus”“Built Environment”“Carbon emission”“Low-carbon path”等核心关键词，共收集到5367篇相关研究文献。基于两个数据库收集到的文献，在此基础上，通过标题筛选、关键词和摘要筛选，剔除报道、学位论文和报纸等样本，再经过全文精细阅读筛选出符合“校园建成环境碳排放”主题的文献。而后进行被剔除文献的二轮整理，将其中被引频次较高的文献进行认真阅读和分类，对原有文献数量进进一步补充，最后共获得342 篇有效文献（图3）。

图3 文献筛选过程

1.2 初步分析

通过对所得校园建成环境的碳排放主题文献的逐年发文量分布、文献所属学科分类和其所引用文献期刊来源记录进行分析，形成了对碳排放研究领域的初步认知。一方面，碳排放研究受到环境学科、能源学科和金融学科的关注，通过提升能源利用效率、绿色交通、低碳建筑、碳储存与碳捕获和宏观调控碳交易市场等来减少能源消耗所导致的碳排放已经具备了先进的技术条件和成熟的体系。另一方面，碳排放作为当前世界研究的热点问题之一，厘清建成环境的碳排放影响因素与评价体系能为城市社区、园区级别的中观尺度的大学校园规划建设提供参考。因此有必要对可校园建成环境碳排放的理论及评价发展进行更为深入的讨论。

大学校园建成环境与碳排放有密切关系，优化校园建成环境能够减少校园20%～30%的碳排放[10，11]。近年来对于校园碳排放的研究已经涉及政府部门、设计院、高校本身和碳减排相关企业，对于碳减排方面的研究成果层出不穷。学术界对于校园碳排放研究的成果，在研究内容上集中于校园整体空间形态设计减碳、基于学生的行为分析减碳、校园既有建筑单体的超低能耗改造减碳三个方面，在研究方法上以绿色校园评价方法优化和校园智慧能源管控系统建设两个方面为主。现有研究从建成环境的构成系统视角切入碳排放研究确定了空间形态、交通模式、建筑环境各个系统独自与碳排放的关系，但对于构成建成环境不同系统之间碳排放的关联性研究较少。

大学校园整体碳排放水平远高于社区，而既有城市社区建成环境的低碳理论和方法不完全适用于校园[12]（表1）。大学校园作为社区级别的城市组团，与相同单位面积的街区/相同单位人口密度的街区相比，大学校园碳排放总量远远高于社区，降低大学校园整体碳排放强度对于低碳城市的建设意义重大。根据住建部《城市建设统计年鉴》、生态环境部《2019年度减排项目中国区域电网基准线排放因子》和《省级二氧化碳排放达峰行动方案编制指南》的资料进行计算，2019年京津冀地区城市社区人均碳排放约为1.85t/a。根据天津大学北洋园校区2019 年能源消耗数据统计计算，天津大学北洋园校区人均碳排放约为2.77t/a。相比之下，京津冀地区大学校园人均碳排放量约为社区的1.5倍。结合《低碳社区试点建设指南》与《绿色校园评价标准》对比可以发现，校园在各个系统上对比社区要求更高且存在社区层面欠缺考虑的方面。因此，本文将在系统梳理近年来国内外研究的基础上，总结校园建成环境视角下的碳排放作用机制问题研究的现状与不足，进而得出未来研究的趋势与方向。

2 校园建成环境的影响要素及其碳排放路径辨析

2.1 校园建成环境的要素梳理

不同的研究学者从不同视角对于校园建成环境的分类有所不同，但基本都参考城市建成环境进行细分。王桂秀团队将校园建成环境分为规划与生态、能源与资源、环境与健康、运行与管理四个系统[13]；黄春华团队依据健康城市建设领域，将校园建成环境分解成空间、环境、交通、设施和建筑五个方面[14]；王墨晗团队基于健康行为视角确定校园建成环境由空间布局、交通便利、土地利用、行为安全、环境提升、气候调节六部分组成[15]。马小凤以使用后评价（POE）方法研究方法将校园建成环境分解成布局、交通、景观、空间、建筑、设施六个要素[16]。

2.1.1 国内关于校园建成环境的要素研究

国内对于校园建成环境的研究，重点关注学生健康促进的体力行为进行主观评价（图4），研究对象以“健康促进”“感知环境”“场所依恋”为基础导向的建成环境优化研究[17-19]，研究方法以“因子分析”“聚类分析”“使用后评价”“模糊层次综合评价法”为主[20-23]，同时还提到了空间、环境、场所、建筑之间的关联性[24]。

图4 我国大学校园建成环境聚类视图

从校园建成环境的子系统出发，国内已经探索出了空间、建筑、交通、景观等单个系统的研究方法（表2）。吴锦绣团队建立了从建筑性能与空间调研、评价、提升与长效优化在内的完整机制与方法[25]，同时确定了户外空间设计与学生行为的内在关联性[26]；邓巧明团队量化比较研究不同群体布局模式与单体体量组合模式对校园室内空间品质的不同影响[24]；刘骁团队基于“两性三观”设计理念，提出绿色低碳校园整体设计策略[27]；陈淑琴团队基于时空分布的建筑使用行为特征及使用规则，建立校园建筑能耗行为模拟模型[28]；杨文越团队确定了校园建成环境对学生、老师通勤出行碳排放的影响最显著，实证研究出人口密度对校园交通出行碳排放具有负向影响作用[29]；胡楠团队通过语义分割技术对校园景观进行量化研究，得到景观要素占比在校园建成环境的重要性并探讨基于公众参与设计的景观效果发展趋向[30]。

表2 国内校园建成环境的代表性既有研究成果

2.1.2 国外关于校园建成环境的要素研究

国外对于校园建成环境的研究，同样从城市社区层面进行研究，以Cervero 和Kockelman 教授最早提出建成环境理念为基础，建成环境是城市中的物理环境[31]。John J.DeGioia 认为校园建成环境更新应该从建筑物及建筑环境、能源使用、校园餐饮、捐赠基金、土地与植被、固体废物及循环再造、校园交通和校园用水八个方面入手[32]；Heather Henriksen 基于哈佛大学校园的整体改造，总结出校园建成环境的要素是生态补偿、能源设施、建筑单体、交通出行、生物燃料和固废回收六个方面[33]。Elizabeth L Budd 基于学生健康将建成环境分为建筑、食品、社会和组织环境四个要素[34]。

国外通常采用“自下而上”方法从使用者行为角度出发，结合学生具体需求，改善校园建成环境。重点关注学生健康促进的体力行为进行主观评价，研究对象以“体育活动”“健康需求”“环境评价”为导向的建成环境优化研究[35-37]，研究方法以“开源数据分析”“多变量logistic 回归”“自发地理信息（VGI）”为主[38-40]（图5）。

图5 国外大学校园建成环境聚类视图

基于以上的研究，本研究中校园建成环境主要指构成校园整体的空间规划、建筑运营、交通出行、景观营造、固废回流的人工设计环境。

从校园建成环境的子系统出发，国外已经探索出了建筑、交通、景观等子系统的研究方法（表3），对于不同系统之间的关联性研究较少。Milad Mahmoodzadeh 通过对垂直建筑围护结构升级改造，构建了建筑能源优化利用模型，来评价围护结构改造对能源和温室气体减排的影响[41]；Zhihan Lv 基于机器学习算法提出了以储能系统为目标导向的建筑设计优化模型，Logaraj Ramakreshnan 从马来西亚吉隆坡热带大学校园社区的角度出发，调查了步行动机、与校园步行能力相关的建筑环境因素以及所研究建筑环境因素的相对重要性[42]。Isabelle Soares 等基于景观在校园建成环境中的布局，量化并分析学生瞬间感知、经历感受在空间分布内重要性[43]。校园建成环境的研究正逐步从以健康导向下的学生碳排放行为模式研究转向校园整体建成环境绿色减碳方法研究。

表3 国外校园建成环境的代表性既有研究成果

2.2 校园建成环境碳排放的路径辨析

国内外关于校园碳排放的研究，分类依据参考IOS14064 国际标准和IPCC 指南进行分类，将校园碳排放分成直接碳排放、间接碳排放和其他碳排放[44]。校园中的直接碳排放是指满足校园生活中的二次能源（天然气、汽油、柴油、燃煤等）燃烧或物理化学反应过程中直接产生的GHG 气体排放，校园中的间接碳排放包含使用外购电力、燃气、供热能和供冷能、水资源等其他能源产生的GHG 气体排放，校园中的其他碳排放包含固废处理、设施集成以及不包含在直接碳排放和间接碳排放中的GHG 气体排放[11]（图6）。IPCC 清单法是目前使用范围最广、认可度较高的碳排放核算方法。由于大学校园在规划设计建设后其形态通常不会发生快速变化，因此其对CO2排放的影响是一个长期的渐进过程。在此背景下，不同的研究探讨了校园空间总体布局、建筑形态、建筑密度等空间规划要素对其能耗和碳排放的影响。

图6 大学校园碳核算范围和内容

2.2.1 国内校园建成环境碳排放研究路径

国内对校园碳排放的研究，以校园的低碳建设为目标导向，研究内容重点关注空间形态、低碳建筑两个方面（表4）。黄颖通过引入仿真植物绿化及技术手段提升教学空间形态的亲近性以促进人的交往，减少人待在室内空间造成的能耗[45]；石铁矛团队通过对空间二氧化碳的时空分布特征的分析，调整建筑底部架空形式，改变底部架空的位置和大小，能够优化建筑群体间的风碳环境[46]，赵俊基于学生碳足迹确定了校园空间以小单元功能布局优化路网连接来减少出行碳排放[47]，吴锦绣从建筑空间生长的角度对建筑形态“固定”空间和“可变”空间能耗模拟分析，发现“可变”建筑形态能有效降低碳排放水平[25]；史立刚基于空气动力学模拟，以建筑的形态化设计和表皮设计揭示了建筑形态横截面为扁椭圆形的平面形态在能耗方面比圆形、长椭圆形更节能[48]；张赫团队提出了了街区尺度下低碳空间评价体方法[49]；梅洪元团队基于多目标优化的方法建立了校园“空间形态——性能模拟”的参数化平台[50]；刘骏团队运用动态实地监测法，量化分析影响校园不同空间布局下CO2时空分布的主要因素[51]；陈锦富团队以交通出行方式分析了大学校园空间结构的变迁[52]；罗智星团队建立了以设计为导向的建筑生命周期碳排放计算体系[53]；刘丛红团队基于建筑全生命周期理念，以EnergyPlus 平台为依托，量化分析校园单体建筑的重点能耗部分[54]；江亿团队从不同角度综合分析了校园建筑单体的超低能耗性能优化，形成了以提高能源设备效率、完善建筑围护结构性能和可再生能源利用等多目标导向的建筑减碳方法[55-57]。刘加平团队从被动式建筑设计、建筑材料性能提升、围护结构适宜性优化和建筑设备效率提高等方面降低校园建筑的碳排放总量[58-60]。

表4 国内校园碳排放的研究路径

2.2.2 国外校园建成环境碳排放研究路径

国外对校园碳排放的研究，从校园碳排放来源视角切入，重点关注空间规划，低碳交通，低碳建筑，低碳政策和能源利用五个方面（表5）。Soowon 评估了多种形态的场景对校园建筑可持续性能的影响，结果表明为了保持最佳的太阳能潜力和节能效果，校园建筑覆盖率应大于0.17，天空视角系数应至少为54.17%[61]。Zhao 基于学生行为轨迹的空间可达性数据确定了空间布局越分散碳排放越少[62]。Chen,SS 基于机器学习模型检查不同校园布局形态对碳排放排量的影响进而影响校园地面温度的高低，建筑形态顺应主导风向、优化道路和建筑足迹路线结构并减少不必要的空间形体连接能有效降低能源消耗[63]。对于校园减碳方法的研究，国外绝大多数学者使用“生命周期评估方法”确定校园整体碳排放强度，在空间布局方面，以研究城市为导向的地理信息系统（GIS）在校园总体布局中通过空间参考代码获取建筑高度、建筑占地面积和楼层数等建筑几何数据，为校园尺度的能源使用强度的评估提供了新思路。通过统计分析不同研究范围内的碳排放总量，然后提出相应的措施进而减少校园的整体碳排放强度。Jung 等统计了校园内建筑物的用电碳排放（占碳排放总量的63.8%）、校园成员移动的间接碳排放（21.5%）和森林吸碳量（0.66%），提出了减少用电量和车辆运行的碳排放并提供使用碳吸收作为碳排放的计划[64]；Samara,F 等将校园碳排放分成三个范围（大学机队碳排放、电力和水力碳排放、大学通勤碳排放），确定了校园碳排放的主要因素是电力消耗（60.91%）和大学通勤（36.54%），通过量化校园碳足迹，以举办教育活动和提高节能意识的方式降低学生的碳排放行为[65]；Artun,E 等认为电力、燃料、食品和纸张消耗是增加排放量的关键项目，增加植被和回收固废做法被认为是减少排放的关键[66]；Mori,G 等以生命周期视角统计能源翻新、建筑物的供暖和制冷要求、通勤和商务旅行产生的碳排放，利用自动计算技术和直接空气捕获技术降低了校园学生人均碳排放量[67]。Veludo,G 等基于校园通勤距离，制定了校园交通的减碳方案[68]；Bouscayrol,A 基于大学校园内人群的流动性用电动汽车取代用户的热力车来减少校园交通的碳排放[69]；Altintasi,O 等确定了校园交通碳排放中的关键因素是私家车，学生和教职工出行使用校内班车服务和地铁服务才能有效降低校园交通的碳排放[70]。Del Borghi,A等基于能源目标约束的建筑围护结构性能完善、空间布局优化、能源设备性能提升提出了不同的校园单体建筑改造方法[71]；Nagpal，Shreshth 等基于物理的建筑能源模型，提出了一个连续的能源绩效规划和跟踪系统以进行建筑物能源改造来达到校园建筑的碳减排[72]；Sidnei Matana Júnior 等针对巴西南部帕索丰多大学的一座建筑的构造特征、使用和占用情况、能源消耗和可再生能源分析，确定了校园零能耗建筑形态（建筑年代、建筑高度、楼层、建筑窗墙比）对能耗的影响[73]。Kyung-Su 等基于使用者的行为分析，以宏观政策性角度激励碳排放行为的主体减少碳排放总量[74]；Poyyamoli,G 等从宏观角度分析了气候变化问题深度促使国际社会对通过校园碳中和实现校园可持续性需求的承诺和低碳校园的发展路径[75]；Ok,Park Mi 等通过推导学术校园设计的理论模型，获得提高大学生态价值的执行策略，建立可持续校园指数，并通过案例研究建立构建可持续绿色校园的框架[76]。Busaeri,N 通过碳排放和能源效率控制建立绿色校园，减少碳产生和提高电能使用效率[77]。Miguel García Monge 通过提高大学建筑的能源效率和使用它们的人的生活质量来提高供暖通风和空调（HVAC）系统的性能，确定了物联网监控是提高建筑能效的关键[78]。Maximilian Mork 提出了基于Modelica 的非线性混合模型预测控制（MPC）建筑能源系统方法[79]。

表5 国外校园碳排放的研究路径

2.3 国内外校园碳排放差异性分析

除了大学校园建成环境不同要素客观物理属性运营所造成的碳排放外，国内外大学校园在行为主体的“人的行为模式、服务人员强度和管理模式”上也存在一定的不同，校园碳排放强度不能仅仅通过人的数量单一指标进行衡量比较。

在人的行为模式上，占用、交互和行为效率被认为是使用者三大用能行为要素[80]。实际占用数据包括建筑物中使用者状态的各种信息，例如使用者的数量、使用者的位置、使用者的到达和离开时间等等；使用者与暖通空调系统的互动，使用者与热水供应、照明系统和电器的互动和使用者与开窗行为的互动密切相关；行为效率与使用者的主观减排意识高度相关。国内高校提供集中式的学习和生活方式，与使用者有关的自主性行为的碳排放能耗占校园总碳排放的60%以上[81]，校园碳排放潜力在40%～70%不等。国外高校学生和老师选择外出就餐、在校外租房，与自身偏好和收入水平密切相关，采用更加节能和低碳的生活方式，校园碳排放潜力在20%～40%之间。

在服务人员强度上，重点体现在校园管理、能源效率、食堂和清洁服务等方面。国内大学校园拥有较大的学生群体，需要提供更多的基础设施和服务，以满足学生的需求。这就需求更多的清洁工人、维修人员和园林工人，以保持校园的整洁和维护。国外大学校园中，学生群体基数较小，需要提供的服务人员较少，欧洲绿色大学联盟要求参与成员大学和高等教育机构注重自助和自我管理，减少了对专门服务人员的需求。

在管理模式上，国内大学校园通常依赖于中央供热和供电系统，这些系统在能源效率方面存在挑战。通常在冬季需要大量供暖，这通常涉及煤炭、天然气或其他传统能源，导致碳排放增加。在一些大学中，能源供应过于集中，难以灵活调整，导致浪费。在国外大学校园中，能源管理更加分散，学校更倾向于采用清洁能源、高效供暖和制冷系统以减少碳排放，美国杜克大学校园采用分布式能源系统（太阳能和风能）以增加能源的可再生比例。

基于以上的研究，本研究结合校园建成环境的分类和校园碳排放的种类进行分析，将校园建成环境系统碳排放分成了六类，即空间系统的碳排放、建筑系统的碳排放、交通系统的碳排放、景观系统的碳减排和固废系统的碳排放，各个系统对应的部分指标要素和影响要素（图7）。

图7 校园建成环境系统碳排放指标

3 校园建成环境要素对碳排放的影响机制

校园建成环境与碳排放的关系是校园规划与设计在能源环境科学领域的直观反应，前文从空间系统、建筑系统、交通系统、景观系统和固废系统五个方面分析了其自身如何减碳的作用机制，校园建成环境作为一个整体，如何将不同系统碳排放整合性研究成为亟需解决的难题。针对校园建成环境不同系统，进行碳排放特征的梳理总结，以及对未来发展趋势的研判。

3.1 空间规划的碳排放

3.1.1 空间规划的碳排放特征

大学校园空间规划的碳排放特征涉及到空间功能布局、建筑形态和用地规划、交通组织模式和生态绿化分布等。在空间功能布局方面，校园空间碳排放根据建筑功能类型分布呈现明显的差异性，食堂、数据中心和实验楼等耗能建筑组团越多，碳排放越高；建筑形态方面，柔性、可变的建筑表皮形式能有效降低碳排放量。现有大部分校园由于其固定的空间布局形式，无法颠覆性改变土地利用结构、基础设施建设、交通运输、绿化等功能形态，校园空间碳排放基于人口密度和建筑密度呈现校园高密度区域向低密度区域递减；同时，功能布局的分散性导致了一定的间接性碳排放（图8）。

图8 校园空间碳排放强度监测

3.1.2 研究不足与趋势

校园建成环境空间形态设计控碳与技术减碳之间缺少高效协同机制，需将碳排放因素考虑到最初的规划设计中，将空间设计、热工设计和能效提升相互结合，引入计算机科学领域的“机器学习”和“统计模型”等研究方法，以减少“碳排放”为导向的智能平面生成和形体生成（图9）。

图9 碳排放导向的平面生成与形体生成

3.2 建筑运营的碳排放

3.2.1 建筑运营的碳排放特征

大学校园建筑运营碳排放特征具有高度集中排放和低能源利用效率的特点。建筑运营产生的碳排放在时间上的范围集中，在空间的能效集中，需要进行柔性地调配，建筑地错峰运营能有效减少碳排放水平。在地域上，南北方大学校园供能能源存在一定的差异性，南方以电力为主，北方以电力和燃气为主，大多数校园建筑使用碳氢化合物燃料来满足能源需求，建筑转变为全电力运行或其他低二氧化碳排放源。随着电网和可再生能源提供现场能源的比例增加，越来越多的建筑实现全电力化，电网和建筑之间的相互作用为建筑运营提供信息，以最大限度地减少二氧化碳排放量。

3.2.2 研究不足与趋势

针对建筑运营的碳排放规律，空间与时间高维数据匹配优化是当前的难点问题。基于建筑运营的储能技术和能源利用技术已经相当成熟，碳排放也能一定程度地降低，但是如何将“可利用且可储存”的再生能源与建筑运营实时匹配问题亟待解决。基于此研发耦合模型和基于深度神经网络模型的AI 设计优化方法，在求解效率、节能目标和低碳降能方面能显著提升。对校园新建筑设计和既有建筑改造的过程中，以能耗的碳排放为导向，在建筑方案设计时进行能耗碳排放模拟并反向调整，“前模拟—后评估”（建筑碳排放预模拟、运行数据的后评估）的智能设计方法运用到PKPM、EnergyPlus 等软件中，结“设计、性能、减碳”与“空间和时间”整合优化，使得设计手法转向数学模型的求解算法[82]。随着人工智能的出现，校园建筑运营碳排放建立融合“机器学习”的仿真模型，实现建筑设计方案的多性能模拟优化，构建前后呼应设计优化方法（图10）。

图10 建筑运营智能设计

3.3 交通出行的碳排放

3.3.1 交通出行的碳排放特征

大学校园建成环境交通出行的碳排放与出行方式、交通工具类型、出行距离和频率、道路口密度和停车场位置密切相关，其碳排放特征具有明显的人群差异性。道路等级配比失调下的路网密度低和停车供需不匹配下的停车秩序乱是校园交通碳排放过高的主要原因。在出行方式上，机动车和非机动车的使用数量和使用频次对于校园交通碳排放具有显著差异性，同时，校际巴士的是否投入使用也在一定程度上影响校园交通碳排放。在道路口密度上，校园主行干道上分叉路口越多，机动车驻留时间越长，所造成的碳排放越多。在停车场的位置上，校园停车场位置越靠近校园出入口设置，交通碳排放越少，不同交通工具有机结合使用，机动车行、自行车行和步行“三位一体”的出行方式越来越被提倡。

3.3.2 研究不足与趋势

大学校园建成环境的低碳交通出行中，应从“便利性”追求转向对“健康低碳性”追求，目前的研究基于油耗转为电耗的碳排放强度降低，并不是真正意义上的碳减排，只是能源消耗的转变。未来应该在校园道路规划的组织中，从道路宽度引导学生、教师和教职工出行方式的转变，同时发展校园公共交通，从出行方式和出行距离上降低校园交通整体碳排放强度。

3.4 景观营造的碳减排

3.4.1 景观营造的碳减排特征

校园建成环境景观营造的碳减排与植被与绿化、生态湿地和雨水利用和低碳材料选择密切相关。在植被与绿化方面，合理的植被和绿化设计可以吸收二氧化碳，减轻空气中的温室气体含量，降低碳排放。选择适应当地气候的植物、种植树木等有助于提高吸收能力。在生态湿地和雨水利用方面，设计生态湿地、雨水花园等水体景观，可以净化雨水，降低排放污染物的需求。在低碳材料选择方面，校园景观小品建设中选择低碳材料，如再生材料、可降解材料等，减少资源消耗和二氧化碳排放。

3.4.2 研究不足与趋势

校园不同类型的植物和绿地的碳储存能够有效降低校园建成环境碳排放，如何将满足校园绿化需求、完成校园碳汇任务和景观设计有机结合是当前的难点问题。许多研究从建筑材料、绿化、交通等方面进行定量评估，以了解校园整体碳足迹，探讨如何通过植被种植、维护和管理来吸收二氧化碳、改善空气质量，从而减少碳排放。越来越多的研究将关注点从单纯的碳减排转移到景观的生态系统服务价值，如净化空气、改善水质、提供休闲等，将碳减排与更广泛的可持续性目标结合起来，未来应探索评估大学校园建成环境植物和绿地碳储量的合适方法，使用GIS 通过遥感成像数据分析的最新技术，将地面测量与基于无人机的光探测和测距(LiDAR)数据相结合的评估方法，构建校园建成环境的景观碳减排模型，以估算校园建成环境景观营造的碳储量。

3.5 固废回流的碳排放

3.5.1 固废回流的碳排放特征

校园固体废弃物的碳排放特征主要涉及废弃物的产生、分类和可回收利用过程中产生的碳排放。在废弃物产生方面，不同类型的废弃物产生不同数量的碳排放，有机废弃物如学校食堂食品残渣会在垃圾填埋时分解产生甲烷等温室气体，而纸张、塑料等的分解则会产生二氧化碳。在废弃物分类方面，将废弃物分类和回收，可以减少部分废弃物的填埋和焚烧，从而减少甲烷和二氧化碳等气体的排放。废弃物填埋和焚烧过程中产生的气体排放是重要的碳排放源，填埋会导致有机物分解产生甲烷，而焚烧会释放二氧化碳和其他污染物。在可回收利用方面，适当回收利用废纸、塑料、玻璃等可回收材料并循环利用，可以减少新材料的生产和能源消耗，从而降低碳排放。

3.5.2 研究不足与趋势

根据校园建成环境内不同类型废弃物的生成情况以及其成分，基于全生命周期评估确定废弃物类型对碳排放的贡献更大。目前基于校园固废碳排放研究因废弃物的分类方式和处理方法不同建立了不同的评估模型，对于精准预测废弃物所造成的碳排放存在一定的难度，无法为碳排放管理者提供科学依据。未来应对废弃物处理最优路径评估，探讨不同废弃物处理路径，如填埋、焚烧、堆肥等，对碳排放的影响，以制定最优的处理策略。同时提倡公众参与，加强师生对废弃物管理和碳排放的认知，通过公众参与的方式，促进废弃物管理的可持续性。

3.6 不同建成环境要素的碳排放的协同影响

校园建成环境整体视角下，空间规划、建筑运营、交通出行、景观营造和固废回流之间密切的协同作用会显著影响校园建成环境的整体碳排放强度。空间规划直接影响了建筑分布、密度和布局，合理的空间规划可以降低建筑之间的能源传递和供暖成本，建筑的运营效率则取决于空间规划的合理性。交通出行涉及校园内部和外部的移动方式，而景观营造包括校园的绿化、道路、步行道和停车设施，景观的观赏性设计、可达性设计和连贯性设计会间接影响师生出行方式。空间布局的合理性布置能够大幅度降低建筑运营产生的碳排放，同时影响交通碳排放和景观碳减排，不同子系统存在一定的耦合关系来影响校园整体碳排放强度。从使用者的交通出行方式角度看，碳排放总量会随着校园功能的空间布局发生变化；从校园建成环境整体规划角度看，不同楼宇之间交通可达的便利性也会影响碳排放总量；从建筑单体角度看，建筑的层数、体量会通过空间形态的方式影响碳排放总量。综合来看，空间形态、建筑、交通等能耗系统是碳排放要关注的重点部分，但是这些系统的变化产生的减排效果不仅仅局限在其系统本身，由于系统关联，会对建成环境整体的所有系统产生影响，并且这种影响会映射在碳排放总量上。

4 结论与研究展望

4.1 结论

随着大学校园新校区建成环境的规划设计逐渐降温，在未来一段时间，大学校园既有建成环境的提质更新碳减排改造将成为各个学校的大事，校园重心由绿色发展转为更进一步的低碳发展。本文立足校园建成环境-碳排放关联视角，对建成环境-碳排放关联研究文献进行了计量分析，阐述了建成环境—碳排放领域的研究进展和研究现状，并总结了目前存在的不足及研究趋势，揭示了校园在城市中观层面的碳排放路径，主要有以下结论：（1）当前低碳校园建成环境评价体系和标准尚未建立统一的理论体系和标准规范，社区建成环境的低碳理论和方法不适用于校园；（2）大学校园建成环境的碳减排研究聚焦于单个系统的碳减排研究，不同系统之间的耦合作用机制不清晰，应该明晰多因素耦合减碳原理；（3）建筑运营作为校园建成环境碳排放的主要来源，以提升建筑物理性能和设备使用效率为主，对于人的主观性行为模式、服务人员强度和管理模式上所造成的碳排放不够重视；（4）新校园规划设计之初应从能源角度模拟分析空间规划所导致的间接性碳排放；（5）人工智能算法和模型已运用到校园建成环境主要系统的减碳过程，未来应以校园建成环境整体考虑将不同系统的算法联系。

4.2 研究展望

本文在校园建成环境的碳排放上还存在一定的研究不足：（1）并未将能源系统单独进行研究。在不同校园建成环境系统中，例如建筑运营中的电力消耗、燃气消耗和可再生能源的利用已经将不同能源的碳排放（碳减排）进行了考虑；（2）并未考虑人的主观性行为所造成的碳排放。研究教师、学生、行政人员和后勤服务人员等的观点和偏好以及他们与环境的互动相关的挑战使这种研究更加困难，目前缺乏人的行为能源消耗模型，以使用者为中心的研究将在探索使用者的行为方面(意见/偏好)和提高意识两个不同的部分进行深入挖掘，目前只能通过教育观念来引导使用者对提高能源效率，脱碳和走向绿色未来概念的意识。（3）目前关于大学校园建成环境与碳排放的研究集中在单个系统的碳减排问题，缺乏协同性的分析方法。在我国大学校园由单一类型转向综合类发展的趋势下，校园建成环境不同系统碳排放的关联性研究是未来研究的重要方向。

图、表来源

本文所有图、表均由作者绘制。