探析“双碳”背景下建筑工程全生命周期低碳发展对策

林小女

实施“双碳”战略行动不仅可推进能源行业的重大转型，更能深刻地影响我国未来40 年的社会、经济和文化发展。“双碳”目标是中国绿色发展理念的落实，也是推动经济高质量发展的重要战略决策。该目标围绕碳达峰和碳中和展开，拉开了整个能源、经济和科技创新体系迎向低碳转型的崭新时代[1]。

为了在实现“双碳”目标的同时提高人居环境质量和人民生活幸福感，需迅速实现碳达峰和转型升级，在此背景下，产业结构和生产方式必将发生重大改变。针对这一情况，研究如何实现建筑工程生命周期低碳化发展至关重要。

1 建筑工程碳排放的碳源分析

在建筑工程全生命周期管理中，计算碳排量涵盖建材生产、规划设计、建造运输、运行维护、拆除回收等5个阶段。建设全生命周期管理中，碳源是导致碳排放的根源。建筑物的碳排放包括2 种：隐含碳排放和运行碳排放，其边界由碳排放组合决定。建筑隐含碳排放源于建筑材料制造、物流运输、设计施工、垃圾处理和居民日常活动等[2]；而建筑运行碳排放则是指使用过程中产生的碳排放。建筑物的碳排放分为直接和间接2 种。直接碳排放指建筑运行阶段直接消费的化石能源如煤、液化石油气等带来的碳排放，间接碳排放指建筑运行阶段规模较大的建筑或工程机械消费的电力和热力两大二次能源带来的碳排放，是建筑运营碳排放的主要来源之一。

2 “双碳”背景下建筑工程全生命周期低碳发展的意义

与传统建筑产品相比，超低能耗建筑有更高的能源节约。在设计阶段，它通常会优化围护结构的热性能，提高辅助设施如暖通空调、电气和照明等的能效，以最大限度地利用太阳能和地热等可再生能源，降低不可再生能源的利用和建筑物的碳排放。而且，超低能耗建筑使用更少的资源，其所采用的材料具有高强度和良好的耐久性。建筑方式还使用了组装、全装修等更环保的形式，减少了材料生产和运输中的能耗，因此降低了建筑全生命周期的资源消耗。

此外，超低能耗建筑在土地资源利用方面更加高效。在建筑施工和运用中，增加绿化面积可维护生态平衡，同时提升居民舒适度和建筑可持续性。这证明了超低能耗建筑的节能和减排优势，故在“双碳”背景下推进超低能耗建筑具有重要意义，能促进建筑行业碳减排。同时，还能够推动建筑全方位升级，建筑低碳发展能够升级指标、实现节能减排，可助力建筑业高质量发展，深刻推进建筑环保，提高能效减排的效果。

3 “双碳”背景下建筑工程全生命周期低碳发展问题

3.1 尚未建立全过程实践指导的标准体系

目前，我国超低能耗建筑的通用标准仍以评估标准为主，尚未构建适应不同时代开发建设项目所需的技术标准体系，具体体现在以下几个方面：第1，在可行性研究报告初期，绿色建筑设计和施工没有通用的标准，监理单位也没有办法更准确地估算产品成本，因此固定资产投资项目这方面的问题尤为突出。第2，在规划初期和总体设计阶段，一些地方出台了超低能耗建筑设计和生产的通用标准，但一方面地方相关部门强制推行，引导低成本四星级项目，且不考虑建设高需求的四星项目。第3，在设计和施工初期，缺乏对绿色建筑设计最优施工方案的指导。相关竣工验收标准造成设计和施工产品质量参差不齐，相关材料要求和责任落实不到位，严重影响了绿色建筑工程的施工质量。第4，在运营管理初期，没有指导超低能耗施工操作规程理论和实践的相关技术标准的回收体系，从而致使绿色技术的多项整改措施没有真正起到作用[3]。

3.2 超低能耗建筑技术不成熟

建筑技术的发展不仅仅会局限于某一地区的建造建筑，而是会进一步将现代科技与传统建筑技术相结合，并以实现最合理的建筑设计为目标，除了综合考虑地域特点之外，合理的建筑设计还需关注如何最大限度地减少资源浪费和如何选择环保的资源使用方式。传统的建筑方法往往会忽视环保和节能方面的要素，只在出现问题后才进行相应的投资保护与修复，长此以往，这种模式就会越来越不符合可持续发展的具体要求，因此就需积极推广超低能耗建筑并注意强调环境保护、资源节约的重要性。

然而，虽然我国有大量关于超低能耗建筑的研究文献，但大部分文献缺乏与当地实际情况结合的深入研究，目前只有少部分建筑师会专注于研究低碳概念的超低能耗建筑，而其他的建筑师则大部分都对该领域的专业知识存在理解认识的深度不足的问题，且仍处于学习与摸索阶段，同时在实际的建筑施工中大部分工人都缺乏对于相关概念和技能的理解与掌握，因此进一步导致超低能耗建筑的最佳效果无法实现，因此仍然需进一步完善超低能耗建筑技术并要注意进一步提高相关人员的专业理解能力和技能水平，以更好地推动超低能耗建筑的应用发展。

3.3 产业链协同不足

建筑行业具体包括规划、开发、材料生产、设计、施工和维护等多个环节，并且这些环节会相互关联而进一步形成一个复杂、长期的产业链，因此为了推动建筑业向超低能耗发展，凭借企业生产优质产品的单一路径并不可行，想要长期可持续发展就需各方共同合作一起提升建筑产品的整体质量，如此才可以推动整个行业的成长进步。然而，目前我国的建筑产业链还没有形成一个完整的集研发设计、施工、运营、维护于一体的产业链，这主要是因为建筑产品种类繁多且相关标准与技术也不尽相同，因此单个企业难以获得所有原材料和独立生产所有产品。尽管有些企业实现了从前端设计到产品端的全产业链发展，但整个行业仍然缺乏完善的垂直一体化体系。此外，企业之间零散的合作也难以实现整体利益最大化，即在推进超低能耗建筑工程时，产业链上的各个企业都在独立运作，这就导致在协调研发、设计、生产和施工等能力方面都受到了很多限制，进一步导致各企业之间的利益诉求存在差异而难以形成一致的合作力量。另外，当上游企业的原材料价格波动时会直接影响建筑与施工的生产成本，从而导致建筑和开发企业的投入品价格上涨，进一步造成企业利润减少而最终影响到企业的整体运营。

4 建筑工程全生命周期的低碳发展对策

4.1 加强政策方面的引导

应加强低碳发展中关于政策的引导，具体为：

1）加强政策引导方面的措施。由于在现阶段我国许多住宅室内空气质量不达标，进一步引发了人们对身体健康、舒适性和安全性的广泛关注，这就要求建筑师要从政策角度出发，探索延长住宅建筑使用寿命，以及降低可见碳排放的具体方法。因此，在建筑设计的初期就应该主动考虑能源利用率，并注意进行工程量的计算、设计与制作以提高供热系统效率，同时，也需要推广供热电气化系统的实际应用。

2）市场上的家电、能源消耗产品只有符合能效标识要求的才能上市，因此公共建筑应该专注于降低碳排放，以及注意通过能量监测和分项计量系统来管理实际能量消耗以便能够进一步优化能源系统，这样通过应用智能数字技术，以及大规模使用可再生能源等手段，建筑工作人员就可以大幅减少建筑运营能耗的目标。

3）为了加强碳中和的基础管理，还需按照全球通用标准对能源数据进行统计和测量。当前，全球能源最大的3 个部门为建筑、交通和工业，在建筑方面相关人员要分别统计城市住宅、农村居住、商业、公共、工业以及其他各类建筑的能源数据，以确保统计能够更为全面、准确和客观。

4.2 确保建设过程的绿色低碳

“双碳”背景下建筑工程应确保建筑过程符合绿色低碳要求，具体为：第1，为了推动产业化的进程，需大力发展装配式建筑，尤其是在新建公共建筑方面可以优先采用钢结构并注意对其进行积极的应用推广，同时也需大幅推动绿色施工以促进工程建筑在整个生命周期中的绿色发展。第2，需推动绿色建材的研发和应用，要加大对绿色建材的评价和鉴定力度，并持续性地推广其在建筑工程中的使用，另外也建议在建筑工程中首选带有绿色评价标志的绿色建材。同时，在今后也可以实施一批探索结合互联网新模式和推广绿色建材的示范项目，以便更好地促进不同产业之间的互联互通。第3，需制定依法治废、减量化和资源化利用的管理制度，不断完善建筑废弃物的处理机制，以及持续推动建筑废弃物的回收、现场消化、填埋及相关运输工作，并注意加强对建筑垃圾回收利用的管理规范，以便能提高建筑垃圾的综合利用率，推广多种再生产品的实际应用[4]。

4.3 推动相关产业链协同发展

在建筑工程的全生命周期中，推动相关产业链的协同发展是实现低碳发展的关键对策之一，因此需促进建筑材料供应链的协同发展，注意建立和完善建筑材料的环保与低碳标准，以便能够推动绿色建材的研发及其具体应用来进一步减少材料的碳排放，同时也可以建立材料供应商与建筑企业之间的合作机制来共同推进绿色供应链的建设。同时，在施工过程中优先采用先进的施工技术和设备提高施工效率，进一步减少能源消耗和碳排放，也可与建筑材料供应链、设计环节互相协同来提供符合施工要求的低碳建材，确保施工过程的低碳化。此外，在使用和运行阶段，可以通过建立建筑的智能化管理系统和监测设备来及时获取建筑的能耗信息，并注意进行节能优化和管理，这样就能大幅减少建筑的能源消耗及其碳排放量，也可以提供符合运营要求的低碳建材，并提供相关的智能化管理技术和解决方案，以更好地实现建筑运营的低碳化。

4.4 注重人才培养

应注重培养建筑工程低碳发展需要的人才：第1，建筑工程的低碳发展需涵盖领域广泛和综合能力较强的专业人才，其中重点包括建筑设计师、工程师以及相关技术人员等，因此应该加强学校教育低碳发展相关知识的职业培训，培养学生及有关从业人员对低碳建筑、绿色建材和节能技术等方面的理解与综合应用能力。第2，需鼓励和支持专业人才的继续学习与创新，因随着科技的发展和环保要求的提高，建筑工程领域的低碳发展也将不断更新、演进，需为专业人才提供持续学习的机会，其中重点包括参加培训班、学术交流和行业研讨会等，让他们能够了解到最新的低碳技术及其发展趋势，并能够应用到实际项目当中。第3，低碳建筑的实现离不开各种领域的专业人才及其团队进行协作，因此应该鼓励不同专业背景的人才进行跨学科的合作，并通过创新思维的进一步交流碰撞，共同寻求低碳建筑的最优解决方案。

4.5 实现智能化管理控制

低碳建筑须同时满足宜居性、安全性和实用性原则，并营造健康的居住和工作环境，使其成为人类社会的共同体，致力于改善民众生活。随着科技和网络的迅速发展，智能化也成为超低能耗建筑不可避免的趋势[5]。

1）应用智能设备可以体现高科技含量，提高建筑材料利用效率，减少能源消耗和废物产生。同时，智能控制设备能够实时监测建筑内的供暖、照明系统、门禁等设备的状态。

2）智能建筑整合多个系统，实现对建筑内多种设备的管理，包括监控、报警、维护、资产和能源管理等功能。例如，数字化损伤检测技术采用了图像识别和人工智能（Artificial Intelligence，AI）等尖端算法，能应用于古建筑的保护和维修，无须额外的人员和物力；利用AI 算法获取和识别受损信息，能够提高效率，减少运营成本和时间，同时提高建筑的经济效益和使用价值；运用整体建筑物位移和智能检测技术，成功克服了难度大、精度高的位移问题；利用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术实现楼宇智能主动维护，通过大数据分析楼宇运行规律，智能地实现主动维护，从而提高了运营效率，增强了安全保障。

4.6 推动绿色能源的应用和加强建筑节能技术创新

低碳建筑的发展离不开绿色能源的应用，绿色能源则包括太阳能、风能、地热能等可再生能源，应用这些绿色能源可有效减少建筑的能耗和碳排放。第1，可推广利用太阳能热水系统将太阳能热水器、太阳能集热器等设备广泛应用于建筑的热水供应系统中以减少对传统能源的使用。第2，可以建设风力发电设备，利用风能发电满足建筑的用电需求。第3，可利用地热能进行建筑的供热和制冷来降低碳排放，进一步推动绿色能源的应用和推动绿色能源产业的发展，促进经济可持续发展。

通过加强建筑节能技术的创新提高建筑的能源利用效率降低能耗和碳排放。

1）采用高效隔热材料和高效节能设备，如保温材料、节能灯具、智能照明控制系统等来减少能源的损耗。

2）利用建筑外保温技术、太阳能遮阳技术、地下室利用技术、空气净化技术等进一步提高建筑的能源利用效率。

3）利用建筑外围空气能热泵系统、地埋管空调系统、太阳能空调系统等新型节能技术实现建筑的能源自给自足，进一步降低能耗和碳排放。

4）可通过云计算、大数据等技术对建筑的能源消耗和碳排放进行分析、预测，以便能够提供更为合理的能源管理策略。

5 结语

为实现减少碳排放的目标，应积极推广超低能耗建筑和近零能耗建筑，并发布相应的建筑节能法规。根据当地气候条件，制订节能准则、技术规范和节能措施。同时，完善设计、施工和运行评估标准，全面提供工程技术支持。结合项目自身特点及规划阶段的气候特征，选取适宜的超低能耗建筑技术措施。通过建筑布局的优化、自然通风与采光的考虑，以及选择适合本工程的技术手段，制订符合地方政策和标准的经济、安全、可靠、合理的超低碳建筑方案。