低碳发展视角下建筑企业全产业链协同减碳路径研究

摘要：随着全球对碳排放的严格管控，建筑行业需采取切实措施减少碳排放。从全产业链的视角出发，分析建筑企业在材料生产、施工操作、建筑运营及拆除各阶段的碳减排潜力，并针对建筑企业减碳存在的问题，分析建筑企业减碳的路径。

关键词：低碳发展；建筑企业；全产业链；碳减排路径

中图分类号：F427 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）10-0-04

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Research on the Collaborative Carbon Reduction Path of the Whole Industry Chain of Construction Enterprises from the Perspective of Low Carbon Development

LIU Lin

（Belt and Road Environmental Technology Exchange and Transfer Center（Shenzhen）， Shenzhen 518000， China）

Abstract： With strict global control over carbon emissions， the construction industry needs to take practical measures to reduce carbon emissions. From the perspective of the entire industry chain， analyze the carbon reduction potential of construction enterprises in material production， construction operation， building operation， and demolition stages， and analyze the path of carbon reduction for construction enterprises based on the existing problems in carbon reduction.

Keywords： low carbon development; construction enterprises; entire industry chain; carbon reduction pathway

在全球积极应对气候变化的背景下，建筑行业面临着巨大的减碳压力。实现建筑业的低碳转型，不仅需要革新建筑材料和技术，还需要全产业链加强协同合作[1]。从设计、施工、运营到拆除的全生命周期，探索建筑企业如何通过全产业链的合作，有效实施低碳策略，以实现“双碳”目标。

1 建筑企业各板块减碳潜力分析

建筑行业的碳减排潜力依赖于全产业链多个环节的综合效应，建筑全生命期碳排放环节如图1所示。下面分析各关键板块在减碳方面的潜力。

1.1 建材端减碳潜力分析

建材生产是建筑行业碳排放的主要源头之一。在“双碳”目标背景下，钢材、水泥、铝材等建材的生产需消耗大量能源，且产生大量碳排放。建材生产中，钢材生产、水泥生产、铝材生产的碳排放占比分别为50.1%、38.9%、9.9%。因此，对钢材、水泥、铝材等可采取相应的减碳措施，通过能源脱碳化降低建材消耗，实现减碳，具有较好的减碳潜力。

图1 建筑全生命期碳排放环节

1.2 建筑施工减碳潜力分析

在建筑施工过程中，主要有电力消耗、柴油燃烧、煤炭燃烧3类碳排放，占建筑全过程的1.8%[2]。在建筑施工阶段可通过应用新技术、加强精细化管理等措施进行减碳。现代施工技术尤其是预制建筑技术，不仅能够缩短施工周期，还能大幅降低现场施工的能耗和碳排放。预制建筑部件的工厂化生产可以更严格地控制材料用量和优化生产过程，从而减少浪费和降低碳排放。同时，施工过程中的能效管理，如使用电动施工设备和优化物料运输策略，进一步减少了施工现场的能源消耗和碳排放。

1.3 运行端减碳潜力分析

建筑运营阶段的碳排放主要有电力消耗及供热系统的能源消耗，占建筑全过程的35%。智能建筑系统通过集成先进的监控和控制技术，可以有效管理和减少建筑的能源消耗。例如，智能温控系统和照明系统能根据实时的室内外环境和人员使用情况进行自动调整，以达到节能减排的效果[3]。对于建筑企业，碳排放强度往往由前端的设计和施工决定，低碳设计可助力实现源头减碳。

1.4 建筑拆除减碳潜力分析

建筑拆除和废弃阶段的碳排放主要来自废弃物的处理和资源的再利用，通过采用系统的资源回收和再利用策略，不仅可以减少废弃物填埋产生的碳排放，还可以将资源循环回建筑行业的其他环节。建筑拆除阶段的碳排放较少，仅占建筑全过程的0.4%。例如，通过机械分拣和手工拆解相结合的方法，可以有效回收金属、木材、混凝土等材料，为低碳经济循环提供物质基础。

2 建筑企业减碳存在的问题

2.1 链散问题

链散问题指在建筑全产业链中，各参与方的协同管理和组织分散，缺乏统一的减碳目标和行动计划。在实际操作中，建筑项目涉及多个独立的利益相关者，包括设计师、承包商、供应商及运营商等，每个环节的参与者可能只关注自身的经济利益，忽视了整体的碳减排目标。这种分散的组织结构导致碳减排措施难以在全产业链有效实施，影响减碳效果。

2.2 链阻问题

链阻问题指技术创新和信息流动在建筑产业链中的障碍。由于各企业之间是竞争关系，先进的低碳技术和节能方法往往难以在行业内广泛传播。此外，缺乏一个共享的信息平台，使得从设计到施工，再到运营的各阶段不能有效地交换和利用关键的碳排放数据。技术和信息的流动障碍不仅延缓了新技术的应用，也限制了建筑企业减碳潜力的发挥[4]。

2.3 链乱问题

链乱问题指建筑产业链缺乏有效的监管和激励机制。在当前的建筑行业减碳实践中，相关的政策和规范往往不够完善或执行不力，导致碳减排措施的实施缺少法律和政策上的支持。此外，缺少针对低碳建筑和绿色施工的激励措施，如税收优惠、财政补贴或市场准入优先权，使得企业缺乏足够的动力去投资和实施减碳技术[5]。

3 建筑企业减碳的路径研究

链散问题、链阻问题及链乱问题显著影响了建筑企业在减碳进程中的效率和效果。解决这些问题不仅需要政府积极介入，还需要行业内部通过技术创新来共同推动。通过建立完善的信息共享平台，可以有效提升建筑行业的整体减碳效果。

3.1 推进源头减碳

3.1.1 采用建筑师负责制和协同设计管理模式

为有效实现建筑生命周期各阶段的减碳目标，采用建筑师负责制和协同设计管理模式是关键策略之一。这种模式可确保设计方案在源头设计、施工和维护阶段的一致性，避免由于管理分离导致的碳排放不确定性。通过应用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术，可以精细化管理建筑项目的各个环节，实时优化设计，减少建材浪费和施工过程中的碳排放。此外，推广装配式建筑技术，能够通过工厂化预制建筑部件，进一步减少施工现场的能源消耗和碳排放。这种以数字化技术为基础的设计模式，将有助于推动建筑行业的低碳转型，并显著提高资源利用效率。

3.1.2 采用节能与可再生能源策略

节能设计与可再生能源的集成应用是建筑行业实现低碳发展的核心策略。通过被动式设计，提升建筑的隔热性能，减少对供暖和制冷的依赖，能够在设计阶段就显著降低建筑的能耗。此外，在主动式设计中，可利用高效能设备进一步减少运行过程中的能源消耗。可再生能源系统的应用，能够实现建筑能源自给自足，减少对外部能源的依赖，从而在整个建筑生命周期内显著降低碳排放。智能控制系统的集成则可以通过优化能源使用策略，实现更高的能效，推动建筑行业向低碳甚至零碳的目标迈进。

3.1.3 合理选择材料

在低碳设计中，材料选择是至关重要的一环。通过选择低碳材料和优化材料生命周期碳排放，可以在建筑全生命周期内减少隐含碳排放。特别是在设计阶段，应优先选用可回收的建材，如低碳水泥和再生钢材。这些材料不仅能够在生产阶段减少碳排放，在使用和回收阶段也具有较高的资源利用率。此外，考虑到建筑物的耐久性和适应性，设计应确保建筑能够适应未来的功能变化，减少因拆除和重建带来的碳排放。

3.1.4 推广低碳节能建筑

推广低碳节能建筑是建筑行业实现可持续发展和碳减排的关键策略之一。通过实施严格的节能标准、采用先进建材技术以及推广高效建筑设计，可以显著减少建筑的能源消耗和碳排放。尤其在绿色生态城区和低碳实践区，应鼓励采用超低能耗建筑设计，以进一步推动建筑行业的低碳发展。为确保节能措施能够顺利实施，政府应加大监督力度，同时推动低碳技术的研发与应用。这一策略不仅能够促进建筑行业向碳中和目标迈进，还能够为建筑企业带来长期的经济效益，提升市场竞争力。

3.2 推进绿色低碳建造方式

3.2.1 推广绿色建造

推广绿色建造，整合策划、设计、施工、交付全过程，实现建筑工业化和信息化。应用BIM、物联网、大数据等技术优化施工流程，提升效率；强调“永临”结合，减少重复建设；推广电气化施工设备，利用雨水和循环水，减少材料损耗及碳排放；实施循环经济，促使建筑垃圾减量化和资源化；通过精细化管理和技术应用，减少建筑生产和运输过程中的碳排放。

3.2.2 推广智能建造与建筑工业化协同

为适应行业转型，我国建筑企业在“十三五”期间已启动智能建造实践，并在“十四五”期间深化了信息技术、数字化与智能技术的应用。一方面，积极采用BIM、5G、互联网、云计算等技术，提升施工精度与管理效率。另一方面，推广装配式建筑和智能化施工技术，强化从设计到维护的全生命周期管理，以实现建筑行业的绿色低碳发展目标。这些措施有助于优化资源使用，减少碳排放，推动行业向高效率和低碳目标发展。

3.2.3 推动建筑垃圾减量化排放和资源化利用

为降低建筑全寿命期的碳排放，应推动建筑垃圾减量化排放和资源化利用。第一，在建造和拆除阶段，实施现场建筑垃圾的精细分类、回收及再利用，减少垃圾外运和填埋导致的碳排放。第二，使用低碳建材代替传统高碳材料，减少生产和使用阶段的能耗及碳排放。第三，尽量采用本地材料，减少运输过程中的碳足迹。通过这些措施，能够提升资源回收率，推动建筑行业的低碳发展。

3.3 加强碳排放全过程管控

3.3.1 加强全过程碳足迹管理

建筑企业应加强全过程碳足迹管理，建立完善的碳足迹管理体系。一方面，通过环境产品声明（Environmental Product Declaration，EPD）披露材料的具体碳排放数据，并根据这些数据优化采购策略，优先选择碳排放强度低的材料。另一方面，建立低碳材料数据库和采购系统，确保在建设项目中应用尽可能少的碳足迹材料，从而降低整个建筑的碳排放量。

3.3.2 降低建材运输过程中的碳排放

为减少建材运输过程中的碳排放，应优化运输方式，尽可能使用低碳交通工具。与公路运输相比，铁路和水运的碳排放强度较小，仅为公路运输的2%～10%。同时，可以采用电动货车替代传统燃油车，以减少单位运载量的碳排放。这些策略有助于降低运输过程中的碳足迹，推动建筑行业向低碳发展转型。

3.3.3 研发低碳建筑材料

建筑企业可通过自主研发低碳建材，如低碳水泥、再生钢材等，减少材料隐含碳排放。在研发过程中，可推广再生材料和废料再利用技术，尽可能减少生产、使用和回收阶段的碳排放。

3.4 对新建建筑实施节能降耗

3.4.1 实现被动设计与智能控制的结合

在新建建筑中，采用被动设计策略可以显著提升建筑的保温隔热性能，减少对供暖和制冷系统的依赖。被动设计通过优化建筑的朝向、窗户布局、外墙材料和隔热层，最大限度地利用自然能源（如太阳光和自然通风），从而减少能源消耗。此外，通过引入智能控制系统，可以进一步提升建筑能效。这类智能系统通过实时监测建筑内外部环境参数，动态调整供暖、空调和照明设备的运行，以最小化能源浪费。智能化的能效管理不仅能够减少新建建筑的碳排放，还能节省能源成本。

3.4.2 推进建筑全面电气化

新建建筑的节能策略中，全面电气化是一个关键方向。通过推进建筑全面电气化，建筑物可以更加高效地利用可再生能源系统，如太阳能、风能和地热能，实现建筑的能源自给。具体而言，屋顶太阳能电池板和建筑内嵌的储能设备可以有效储存和使用可再生能源，减少对传统能源的依赖。这种能源系统的整合不仅能够帮助建筑实现零碳目标，还能减少对电网负荷的影响，进一步推动建筑行业的绿色转型。此外，通过采用电动设备替代传统的燃气设备，可以显著降低建筑的碳排放强度，减少环境负担。

3.4.3 推广模块化建造和装配式技术

与传统建造方式相比，模块化建造和装配式技术能够大幅提高建筑施工效率，减少现场施工的能耗和碳排放。通过在工厂内预制建筑部件，并在施工现场进行快速组装，不仅能够降低施工过程中的能源消耗，还能减少材料浪费和运输过程中产生的碳排放。尤其是通过结合BIM技术，建筑企业可以更精确地规划和管理建造过程，进一步优化资源的使用。模块化建造还具有高度的灵活性，能够根据项目需求进行调整，从而为新建建筑提供高效的低碳建造路径。

3.4.4 加强碳排放管理

新建建筑的节能降耗不仅体现在建造过程中，还需要贯穿其整个生命周期的管理。在设计阶段，采用低碳材料和节能技术是减少建筑碳排放的基础；在运行阶段，通过持续优化智能化系统，可以确保建筑维持高能效水平。建筑企业应建立完整的碳足迹评估体系，实时监控建筑从设计、施工到运营各个环节的碳排放数据，确保在生命周期内不断优化能源使用和材料消耗，最大限度减少碳排放。通过这样的全生命周期碳排放管理，新建建筑不仅能够符合现有的碳排放标准，还能在未来的低碳发展中占据主动。

3.5 对既有建筑进行低碳改造

3.5.1 提升建筑围护结构的保温性和气密性

对于既有建筑的低碳改造，首要策略是提升建筑围护结构的保温性和气密性。这可以通过加装外墙保温层、更换高性能的门窗材料以及优化屋顶隔热材料等手段实现。这些措施将大幅减少建筑冬季供暖和夏季制冷的能耗，进而降低整个运营期的能源消耗和碳排放。在此过程中，建筑企业应优先选用低碳、环保的保温材料，确保在提升建筑性能的同时，不增加隐含碳排放。

3.5.2 升级暖通空调系统

暖通空调系统的升级改造是既有建筑低碳改造的另一个重点。通过使用高效节能设备，如变频空调系统、高效锅炉和热泵技术，可显著提高建筑的能效。此外，智能化控制系统的引入能够根据建筑内部温度、湿度和人员流动情况，自动调整供暖和制冷设备的运行状态，优化能效管理。这种智能控制策略不仅减少了不必要的能源消耗，还能通过精确调节，实现建筑能源的有效利用。

3.5.3 引入可再生能源系统

在既有建筑的改造中，引入可再生能源系统也是实现低碳目标的关键策略。通过安装太阳能光伏系统、风力发电设备或地热泵系统，既有建筑可以在部分或全部满足其日常能源需求时减少对外部能源的依赖。结合储能设备，建筑物可以存储多余的可再生能源，并在能源需求高峰期使用，从而减少使用高碳能源的机会，进一步降低碳排放。

3.5.4 加强全生命周期管理

既有建筑的低碳改造不仅是对建筑结构和设备的升级，还应加强全生命周期管理。建筑企业应建立完善的碳足迹评估系统，跟踪从改造设计、施工、运营到维护的碳排放情况，通过数据驱动的方式优化改造方案。此外，通过加强全生命周期管理，可以避免大规模拆除重建带来的资源浪费和额外碳排放，实现长期的碳减排目标。

4 结论

通过系统分析建筑行业全产业链中的减碳路径，揭示了设计创新、技术应用和政策支持在推动行业低碳转型中的关键作用。研究发现，通过优化设计、使用高效能与低碳建材以及推广绿色建造和智能化施工技术，可以在建筑全生命周期中实现显著的能耗和碳排放降低。此外，加强建筑运营的能效管理和推动既有建筑的低碳改造，也是降低长期碳排放的有效策略。除了技术创新和优化建筑实践外，建立完善的激励机制对于实现建筑行业的可持续低碳发展至关

重要。

参考文献

1 李 磊.双碳目标下绿色住宅建筑高质量发展路径探析[J].居舍，2024（20）：127-130.

2 孙明明.“双碳”目标下的绿色低碳城区建设路径研究：以上海市某城区为例[J].建筑科技，2024（6）：112-117.

3 孙斌艺，陶纪琛.“双碳”目标下房地产业减碳政策路径分析[J].上海房地，2024（6）：7-11.

4 吴奎斌，吴 昊，李瑞华.“双碳”战略下煤矿减碳实施路径研究[J].中国煤炭，2024（5）：13-17.

5 黄 凯，范丽佳.建筑领域全产业链协同减碳路径探析[J].施工企业管理，2023（2）：45-47.