何福春 付祥钊

（重庆大学，重庆,400045）

关于建筑碳排放量化的思考与建议

何福春 付祥钊

（重庆大学，重庆,400045）

建筑领域因高能耗、高碳排、减碳潜力大、投资收益高等特点，成为当前低碳研究的重点领域。而建筑低碳领域研究的开展，首先需要解决的就是建筑碳排放量化的问题。笔者结合量化的科学性和完整性考虑，从明确低碳建筑的内涵出发，将之分为时间内涵与空间内涵进行阐述，再围绕低碳建筑的内涵提出建筑碳排放量化的思路。建议构建计算时空矩阵，并以全生命周期作为量化主轴，以时间阶段作为划分节点，分阶段、分量化空间、分碳源类型讨论量化方法，并在具体应用中结合情景分析方法，最终形成灵活的、可操作的量化体系。

碳排放量化、低碳建筑、全寿命周期、全空间、时空矩阵

1 建筑碳排放量化研究势在必行

根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第四次评估报告[2]可知，建筑行业虽是能源消耗、温室气体排放的重要源头，但也是被调研行业（能源供应、运输、建筑、工业、农业、林业、废物处理、其他行业）中，温室气体减排效果最好，成本最低，投资收益最高的行业，其低碳研究的开展具有重大意义。

建筑领域低碳研究的开展，首先面临解决的问题就是如何定义低碳建筑的内涵？如何衡量建筑的碳排放？而这些问题的解决，都离不开建筑碳排放数据的可视化与公开化，这就急需明确一种通用的可操作的建筑碳排放量化方法。建筑碳排放量化方法的确定，既可保证建筑领域的减排监督和排量审计有据可依，有数可查，也为建筑碳排放基准线的划定及指标值的确定提供了有效的参考，还为低碳建筑评价体系的建立及指引建筑低碳设计技术体系的构建奠定基石。同时，建筑作为城市及社区的组成细胞，其碳排放量化亦是社区及城市层面低碳研究的一个开端，意义重大，势在必行。

2 低碳建筑的内涵确定问题

建筑碳排放量化方法的确定与低碳建筑的内涵密切相关，量化计算应该围绕低碳建筑内涵来开展，依照低碳建筑标准确定量化计算要素。笔者认为，低碳建筑应是在满足健康、舒适、安全、环保等宜居前提之下，通过各种技术手段降低用能需求，提高能源使用效率，增加建筑用能中“低碳型”能源所占比例，营造碳汇，从而实现因建筑需求而导致的温室气体排放总量较低的建筑（如图1所示）。以下，笔者将分别从时间及空间两个角度来阐述低碳建筑的内涵。

图1 低碳建筑实现手段示意图

2.1 低碳建筑的时间内涵[5][6][8]

低碳建筑的时间内涵旨在明确怎样的时间区间或范围内来评价建筑的碳排放，或者是在怎样的时间段内的碳排放量少的建筑，才能确定为低碳建筑。对于建筑而言，除了备受关注的使用运行之外，在建材生产、建筑施工、建筑改造及维护等过程中亦存在着大量的碳排放，且随着建筑设计手段的提升，该部分碳排量的占比还将增高。因而，笔者认为低碳建筑在时间内涵上讲，应该是在建筑全寿命周期范围之下所有建筑相关活动的碳排放总量较低的建筑。所谓全寿命周期则是指从建筑方案设计开始，直到建筑废弃拆除，贯穿于整个建筑生命，从摇篮到坟墓的全过程，其可划分为以下四个阶段：设计阶段、施工建造阶段、运行使用阶段、拆除回收阶段。其中，设计阶段是指从设计方接受委托任务书开始，直至最终绘制成为能表达建筑物立体形态的建筑图纸的阶段。而建筑设计阶段的碳排放是指在设计阶段的整个过程之中的能源消耗和物资消耗所导致的温室气体排放；建筑施工阶段主要是指根据设计文件和和图纸要求，通过施工形成工程实体的过程，包括施工准备阶段、施工阶段、竣工阶段。使用阶段的碳排放主要是指从建筑建造施工完善，设备仪表装置齐备，验收合格，正式投入启用开始直到建筑废弃不用的整个过程中因由建筑运行使用而导致的温室气体排放，拆除阶段的碳排放主要是指在建筑达到使用年限，或因其他规定或事由而需拆除，从拆除准备开始，直至最后建筑废料运送，最终场地清空的过程之中，因为拆除活动和废弃物处置等而产生的温室气体排放。

2.2 低碳建筑的空间内涵

低碳建筑的空间内涵旨在明确建筑的碳排放量化所考察的空间范围。低碳建筑应是在全空间范围内碳排放量较低的建筑。其中，所谓全空间是指在由建筑单体建造和使用需求而产生温室气体排放的所有空间场所的总称，包括直接空间和间接空间。其中，直接空间是指建筑单体及附属公共空间内产生碳排放的空间，包括如：建筑施工场地，因使用空调或采暖设备消耗能源而产生温室气体的建筑房间，具有固碳功能的绿地空间等。而间接空间则是指为满足建筑单体的用能需求或物资消耗需求，而开展生产、运输及其他活动所导致产生温室气体的场所空间。

3 关于建筑碳排放量化的思路

在中国，碳足迹计算的研究起步较晚，相应的成果和缺省数据都很欠缺，还有大量的工作亟待开展。现笔者结合自身对建筑低碳领域研究的理解与体会，提出关于建筑碳排放量化的研究思路如下：

3.1 构建计算时空矩阵

结合低碳建筑的时、空内涵，分别以直接空间、间接空间的空间分隔为横向，以建筑设计阶段、施工建造阶段、运行使用阶段与拆除回收阶段的时间划分为纵向，构建起建筑碳排放计算体系的时空矩阵（如表1所示），矩阵内，各子元素相互组合形成不同情况的八个时空点，针对各自特点，逐一讨论计算方法。计算时空矩阵的建立，旨在使计算体系成为可针对具体案例情况选用对应的一个或多个时空点算法的灵活体系。

表1 建筑碳排放量化时空矩阵

3.2 以时间阶段为基础

对于不同类型、不同功能、不同体量的建筑而言，其设计周期、所用建材及设备、建造施工方法、运行模式、维护手段等均有较大差异。然而，每一个建筑却都有其使用寿命，都会经历从设计到拆除回收的全过程。因此，在建筑碳排放量化矩阵构建之后，应以全寿命周期过程为主轴，以具有普遍共性的时间阶段来划分计算节点，使得量化过程更明晰：在量化方法的使用上更灵活性；在计算结果的表现上，可按时间分阶段展示或对比碳排放的计算结果明细，更直观反映高碳排环节的发生阶段，有利于对症下药的实施减排策略。

3.3 分阶段量化

以时间阶段为基础，按照建筑的设计、施工建造、运行维护以及拆除回收的四个阶段，分阶段开展碳排放量化方法的研究，独立明确各阶段的计算规则及方法。在各个阶段中，首先需要确定各阶段的量化空间，明确计算边界，避免纳入该量化边界之外的其他碳排放。分析各阶段内的关键碳源，论证其纳入的合理性，确定纳入碳源的种类，再根据碳源的排放规律，分析得出对应的计算方法。

3.4 确定每个阶段的量化空间

每个阶段的量化空间的确定，是明确碳源计算边界的第一步工作。量化空间源于低碳建筑的全空间理念，应分别按直接空间、间接空间来开展研究。碳排放量化的空间由建筑导致温室气体的排放场所而定，量化空间一旦划定，建筑全寿命周期产生的温室气体的来源场所就完全明确，计算仅针对该范围内的活动来开展。现简要描述建筑全寿命周期的各阶段的量化空间如表2所示。

3.5 分碳源(或碳汇)类型讨论[7]

碳源（或碳汇）类型不同，产生碳排放的方式也有所差异，应分碳源（或碳汇）类型来进行量化方法研究。按温室气体产生原理的不同，主要将建筑全寿命周期范围内的碳源（或碳汇）分为：1.建筑能源耗费，2.建材生产，3.建材及物资的交通运输，4.施工场地土地利用形式变化，5.施工场地的废弃物堆砌及回收，6.暖通空调机组设备的制冷剂逸散，7.绿化的碳汇吸收，8.其他碳源（或碳汇）；不同阶段中的同种碳源（或碳汇）之间，产生碳排放的原理相同，计算方法可类比，而不同碳源（或碳汇）则分项研究其排放规律，确定量化方法，最终形成完整科学的建筑碳排放量化体系。

表2 各阶段的量化空间简述表

其中，建筑建材的碳排放并非是建材在使用过程中会释放温室气体，而是由于建材的生产过程消耗电力、煤、石油、天然气等能源以及生产工艺环节之中的物化反应而释放出大量的温室气体[8]。这部分隐含碳[9]虽然在整个城市或国家层面的碳排放计入时，归为工业生产领域中而不列入建筑范畴，为避免重复，建筑领域内不再计入。但是，就建筑单体的碳排计量与对比时，为保证建筑单体碳排放计入和比较的完整性，应列入该部分碳排，其满足低碳建筑全空间的内涵要求，还将监督建筑建造过程中的建材选用。

3.6 结合合理的情景分析手段

在面临建筑方案、施工组织方案的对比选择或者是对新建建筑拆除回收阶段的碳排放预测计算等情形时，由于方案尚未实施或者建筑未达到该阶段，没有具体的数据信息，这就需要结合合理的情景分析手段，通过对过去发展历史回顾和分析，对我国建筑的未来发展趋势进行一系列合理的、可认可的、大胆的、自圆其说的预测及假定，以共性趋势大致类比某建筑单体的情景，提供碳排放计算所需相关信息，如对建筑使用年限的评估，建筑材料拆除回收利用率的评估等。

4 结语

碳排放量化是建筑领域的低碳研究中首要解决的问题，它是监督、评价、审核的基础与参考。建筑碳排放的量化应围绕低碳建筑的内涵开展，建立量化时空矩阵，分阶段、分量化空间、分碳源讨论计算方法，最终形成一套灵活可操作的建筑温室气体排放量化体系[10]。在量化体系建立的同时，为了保证体系应用中计算基础数据来源，保证计算结果切实反映中国国情，还建议国家从宏观政策上着手，加紧对国内各行各业的能耗数据、运输渠道、原材料投入等方面信息的调研、整理和统计，以构建和持续完善中国的碳排放因子数据库。并在此基础之上，尽快建立国内低碳建筑的评价方法和审计标准，为设计机构、施工单位、房地产商等提供指引，推动新型的低碳设计策略及技术体系的形成，督促各建筑相关行业的减排行动，以实现整个建筑领域温室气体排放的削减。

[1]仇保兴，从绿色建筑到低碳生态城，城市发展研究，2009年第7期

[2]郝斌，林泽等，《建筑节能与清洁发展机制》，中国建筑工业出版社

[3]邹晓周，曲菲，绿色节能主义之低碳建筑，建筑节能，2009年第四期

[4]龙惟定，白玮等，低碳经济与建筑节能发展，建设科技，2009年

[5]Hui Yan.Greenhouse gas emissions in building construction:A case study of One Peking in Hong Kong

[6]JenerLM,CarlosCC,JerryMM,etal.1995.Soil carbon stocks of the Brazilian Amazon Basin.Soil Sci Soc Am J,59:244～247

[7]IPCC2006，《2006年IPCC国家温室气体清单指南——第二卷·能源》，国家温室气体清单计划编写，编辑：Eggleston H.S.、Buendia L.、Miwa K.、Ngara T.和Tanabe K.。出版者：日本全球环境战略研究所。

[8]林宪德，《绿色建筑，生态·节能·减废·健康》，中国建筑工业出版社

[9]齐晔，李惠民等，中国进出口贸易中的隐含碳估算，中国人口*资源与环境，2008年，第18卷

[10]郝发义（编译），具有可操作性的碳足迹计算方法及具体实践，印刷技术，2008年8月