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作者:an888    发布于:2023-12-22 16:53    文字:【】【】【
摘要:首页-宇博娱乐娱乐平台 世界范围内对低碳建筑的界定还不清晰,通过文献查阅,目前世界范围内只有日本明确提出了低碳建筑的概念。以此为契机,作者对国内外关于低碳、绿色建筑

  首页-宇博娱乐娱乐平台世界范围内对低碳建筑的界定还不清晰,通过文献查阅,目前世界范围内只有日本明确提出了低碳建筑的概念。以此为契机,作者对国内外关于低碳、绿色建筑的相关指标体系及构成细则、计算方法、评价标准作了详细阐述。

  它是2001年4月在日本国土交通省住宅局的支持下,政府和科研机构的共同努力下开发出的对建筑物的综合环境评价系统。CASBEE以建筑环境效率BEE(Eco-efficiency)作为建筑物的评估基准,重点评估建筑物对周围环境产生的负荷影响。CASBEE指标体系具体计算方法如图1所示,每个纳入标准的参数均对应相应的权重系数,BEE根据权重系数累计计算出来。针对全球变暖,CASBEE增加了全生命周期CO2排放的计算。该计算包含3个部分:(1)建设过程中的CO2排放,主要针对既有建筑物用途、建造使用材料、建筑外壳利用率3部分折合计算;(2)运用阶段:根据建筑物的冷热负荷、自然资源利用种类、适用设备的利用率计算;(3)修缮、更新和解体过程中CO2排放量。建筑物生命周期中的CO2排放量为这3部分的总和。

  受到东日本大地震的严重影响日本国内对能源需求量进一步加大,同时在地球温暖化的日益严重的背景下,日本政府于2012年出台了针对低碳建筑的相关规定,对低碳建筑物进行了认定。根据CO2排放的统计数据得知,建筑领域90%的CO2排放源自于建筑物一次能源的使用,因此,该规定从一次能源及非一次能源使用2个方面出发制定了相关指标。该标准规定:基于能源节约法规一次能源使用基准,所建建筑一次能源消费量(除去家电的能源消费)若能够节省10%以上,该建筑被认定为低碳建筑。非一次能源层面,低碳化措施是必要条件。

  BREEAM自1990年以来一直沿用至今,目前全世界已有25万多建筑获得BREEAM认证。它是世界范围内应用最为广泛的标准之一,50多个国家都以它作为本国评价可持续性建筑的范本。BREEAM帮助用户、设计者和运行管理商高效的制定解决策略,保证建筑物在整个生命周期内达到可持续性发展。BREEAM评估内容涉及设计、新建成和翻修建设阶段建筑的核心性能。评估内容涵盖管理、健康和幸福、能源、运输、水、原材料、土地使用、污染等9个方面。BREEAM的评价得分体系如表1所示。每一个二级指标都对应一个分数,逐级递加获得一级指标的得分,最后得到建筑物的总得分,根据总得分确定建筑物属于金、银、铜的哪个等级。从BREEAM的评价项可以看出,它强调能源使用在可持续性建筑中的作用。

  LEED是美国于1998年的,是目前美国最流行的,也将发展成为世界范围内流行的可持续性建筑指标体系评价体系。LEED既有建筑指标体系是一个不断发展的过程。它认为如果建筑物是可持续性的,那么随着时间的推移,建筑物的价值可以得到保持和提升。LEED既有建筑从站点、水、能源和大气、材料和资源、室内环境质量、创新和设计过程6个方面展开评价。该指标体系由强制项和得分项组成。评价方法是对每一个子项是否达到规定要求及达标程度进行判别,根据达标程度不同获得相应分数,最后计算总分。根据总分所落入的分数区间,分别授予铂金级、金级、银级以及通过认证等认证级别。

  它是德国颁布可持续性建筑指标认证体系,强调建筑的低能耗、低危害性,聚焦建筑整个生命周期的可持续性,以建筑的性能为重要考察点,涵盖了所有和可持续性建筑相关的主题。DGNB主要从6个方面63个独立项进行评定,包括:经济质量、生态质量、过程质量、技术质量和社会质量、建筑物的位置质量作等。DGNB不同于其他评价体系,它没有过分强调能源、水、材料等,更多的强调了建筑的生态环境和人的视觉、听觉、温湿度方面的舒适性及科技在可持续性建筑中发挥的作用。DGNB也是根据各指标项的得分得出建筑物的总得分,判定建筑物属于金、银或者铜级。

  国内对于低碳建筑的研究已列入了“十二五”规划,一些科研机构和高校对低碳建筑的发展方向及评定方法做了相关讨论。重庆大学和重庆市勘察设计协会颁布了低碳建筑评价标准。它以重庆市住宅建筑和公共建筑为研究对象,针对建筑全生命周期计算碳的排放。围绕低碳规划、低碳设计、低碳施工、低碳运营、低碳资源化5方面展开,每一方面包含控制项、一般项、优选项。该标准对重庆地区低碳建筑的规划、设计、建设和管理提供规范化的具体指导,为重庆市低碳建筑评价工作提供更加明确的技术原则,用以积极引导、大力发展重庆市低碳建筑,推进重庆市的低碳建筑理论的探索与创新,促进建筑的可持续发展。山东建筑科技大学也进行了基于生命周期的低碳建筑的相关讨论。分析了全生命周期、建筑层面、项目层面、社会层面低碳建筑实现途径。研究指出建筑层面是低碳建筑实现的物质基础,包含2个方面:构成建筑物的材料及构件;构成建筑各系统的设备。项目层面是低碳建筑实现的关键。项目层面是以工程项目为视角研究低碳建筑的实现途径。该层面不再局限单纯的建筑实体,而是从组织角度、技术角度等多个方面研究低碳建筑的实现方法。社会层面是通过引导、监督、宣传、激励等手段保障低碳建筑得以顺利实现。《低碳住宅与社区应用技术导则》聚焦于如何减少能源与资源消费,降低碳排放,促进社区与城市可持续性发展,以整个社区的低碳建设为目标,以建筑的整个生命周期为对象制定了相关指标。通过采取低碳技术、社会动员及政策措施,在住宅与社区的建设与运营过程中,降低能源、资源消耗和碳排放,来应对城市增长中出现的高能耗、高排放等问题,缓解气候变化带来的不利影响,促进我们经济社会的可持续发展。

  据统计,全世界40%的能源消耗来源于建筑物的能耗。我国建筑能耗约占全社会总能耗的28%。城市里的碳排放,60%来源于建筑物维持功能上。目前,我国建筑相关能耗占全社会比重较大,每建造一平方米的房屋,约释放出0.8吨碳。我国既有建筑拆除率占新建筑面积的35%左右,欧洲建筑的平均使用周期近百年,我国建筑平均使用周期较短,由于建筑平均使用周期短,增加了建筑物拆除、建造的碳排放量。在新建筑中,高能耗建材、高能耗建筑较为普遍,随着中国城市化的进展,将导致建筑能耗的持续上升。

  1.1降低碳排放的奋斗目标。2009年,我国在哥本哈根国际气候峰会上确定的目标是:到2020年,全国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。当低碳减排正式成为国家责任时,作为中国经济发展和城市化进程中重要支柱的建筑产业,必须正视产业的现状。最近,国家发改委下发了《关于开展低碳省和低碳城市试点工作的通知》,选择5个省和8个市开展低碳省和低碳城市试点工作。《通知》要求试点省和试点城市研究制订“十二五”低碳产业发展规划;出台支持低碳产业发展的相关政策;加快建立以低碳排放为特征的产业体系;建立温室气体排放数据统计和管理体系;积极倡导低碳生活方式。这足以说明我国已经将“低碳”提到到了重要的议程。

  1.2加速低碳相关法规政策的出台。当务之急,要健全完善低碳特征工程建设标准。完善低碳特征标准体系,制订低碳特征标准体系发展规划。加强基础性标准研究工作。建立低碳建筑标准研究机构,开展基础性标准研制工作。编制《低碳生态城市发展的标准体系》和低碳建筑的基础标准、设计标准、技术标准、产品标准、工程标准、运行标准、管理标准、检测标准、能耗标准、新能源利用标准等。

  1.3借鉴国外低碳发展的模式。与发达国家工程建设标准接轨,建立低碳建筑技术、产品认证机制,加强重点领域和薄弱环节的强制性标准的实施与监督,保证建筑使用周期的合理性。在国外,建筑施工领域对建筑垃圾的处理,有一些好的做法。比如实行“建筑垃圾源头削减策略”,它是通过科学管理和有效的控制措施将其减量化,对于产生的建筑垃圾采用科学手段,使其具有再生资源的功能。荷兰将建筑废物循环再利用的重要副产品是筛砂,目前已有70%的建筑废物可以被循环再利用,他们制订了一系列法规,建立限制废物的不合理处理,强制再循环运行的质量控制制度。节能省地型住宅、绿色建筑、生态建筑、智能建筑、宜居城市、花园城市、人文城市、魅力城市、最具竞争力城市等发展理念,无不贯穿着“低碳”的思想。加强工程建设标准化制度建设,完善低碳特征工程建设标准,降低碳排放量势在必行。

  据有关资料介绍,目前碳排放主体是排放在大气中的碳源、二氧化碳,对碳进行吸收有两个方面:一是林木碳汇,它主要是指森林吸收并储存二氧化碳的量,二是贝藻碳汇,还有土壤固碳、海洋固碳,碳截存等方法。

  生态位原理可以从三个方面理解:第一,根据生态位原理,所有的生态元均具有相应的生态位,在空间、时间和循环链维度上找准适宜生态位,有空位要抢占,有偏位要挤占。第二,要避免生态位重叠,一旦出现重叠必会引起竞争,因此,必须依照生态位分离原理来解决。生态位分离会导致共生,共生才能促进系统的稳定发展。第三,要合理利用现实生态位,挖掘潜在生态位。低碳建筑和绿色建筑相比,在内涵和目标上基本一致,只是侧重点不同。绿色建筑侧重强调减少污染排放,低碳建筑侧重减少碳排放,它更切合节能减排应对全球气候变化的主题。因此,我们也可以把用低碳技术策略打造的绿色建筑称为低碳型绿色建筑。

  建筑生态化有三个基本特征:第一,能为人类提供宜人的室内空间环境,包括健康宜人的温度、湿度,清洁的空气,良好的光环境、声环境以及灵活开敞的空间。第二,在自然资源的利用上,对环境的索取要小,主要指节约土地,在能源与材料的选择上,坚持减少使用、重复使用、循环使用和用可再生资源替代不可再生资源的原则。第三,对环境的影响要最小,主要指减少碳排放,妥善处理有害废弃物,减少光污染、声污染和空气污染。建筑生态化对建筑的要求不仅仅是建筑的使用过程,而是建筑的整个使用周期。

  3.1生态技术和生态建筑。生态技术是利用生态学的原理,从整体出发考虑问题,注意整个系统的优化,综合利用资源和能源,减少浪费和损耗,以较小的消耗获得较高的目标,从而获得资源和能源的合理利用,促进生态环境的可持续发展。从北京大兴义和庄的“新能源村”建设,到国外运用生态技术建造的各种形式的生态建筑,生态建筑的发展从理论上、技术上以及建筑设计的实践上都得到了长足的发展。生态建筑是指根据当地自然生态环境,运用生态学、建筑技术科学的原理,采用现代科学手段,合理地安排并组织建筑与其它领域相关因素之间的关系,使其与环境之间成为一个有机组合体的建(构)筑物。

  3.2发展生态建筑的社会条件。虽然生态建筑才刚刚起步,但它的发展有着深厚的社会认识的转变奠定了当今发展生态建筑的社会思想基础。从“以人为本”到“以环境为中心”的社会思想认识的转变奠定了当今发展生态建筑的社会思想基础。我国也在尝试建设花园城市、生态城市,这标志着延续200年的“以人为本”的现代化模式向“以环境为中心”可持续发展模式的过渡,从而使发展生态建筑具有了广泛的社会思想基础。共同的社会生活理想是世界各国发展生态建筑的社会道德基础。这就是将即时利益和整个人类的长远利益结合起来,公正合理地与他人分享地球的有限资源。

  低碳建筑是指在建筑材料与设备制造、施工建造和建筑物使用的整个生命周期内,减少化石能源的使用,提高能效,降低二氧化碳排放量。目前低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势。在中国,低碳建筑思想也越来越受到重视,并已写进国家的发展规划中。欧洲近年流行的“被动节能建筑”可以在几乎不利用人工能源的基础上,依然能够使室内能源供应达到人类正常生活需要。这在奥地利、德国等国家,已经成为现实。低碳建筑受到市场的认可是指日可待,没有绿色低碳内容的项目终要被市场淘汰,而积极筹划运营开发的低碳项目将有着不可估量的前景。

  伴随着城市化高峰的到来,建筑能耗的比重越来越大,并成为温室气体的重要排放源之一。建筑物所涉及二氧化碳的排放,不仅包括建筑施工和使用过程,还包括建筑材料的生产过程。从建筑行业的产业链条来看,要实现从高能耗发展方式向低碳发展方式的转变,就必须抓住低碳建筑的开发、建设和推广等环节。从长远发展来看,低碳建筑具有较好的经济效益、社会效益和环境效益,将逐步获得市场的认可。低碳建筑蕴藏着许多节约能源、节约资金、创造工作机会的经济效益之外,低碳建筑是构建未来低碳生活方式的必经途径。

  毫无疑问,建筑行业必须加快发展低碳经济模式,直接或者间接地降低能源消耗,达到节能减排的效果,成为低碳经济时代的中流砥柱。因此,推广绿色建筑,实现节能发展,刻不容缓。

  低碳建筑是我国在发展低碳经济的大背景下提出的。低碳建筑并不是指一般意义的立体绿化、屋顶花园,而是代表一种理念和象征。

  随着我国工业化进程的推进,经济社会的可持续发展也面临着前所未有的挑战。传统工业的模式是高投入、高消耗、低效率和重污染,这种模式使我们不堪重负,同时也给全人类构成了极大的生活压力。和世界其他的国家相比,尽管我们以牺牲大量的资源为代价,那么在城市化进程推进过程中,建筑行业在未来会超越工业、交通等部门而处于社会能源消耗的首位。

  在中国,目前建筑能耗约占全社会总能耗的三分之一左右,随着城镇化的快速发展,这个比例将迅速扩大。中国目前每年新增建筑面积为20亿平方米,高楼大厦在一夜之间拔地而起。这些建筑大多数都没有采用节能设计,现有的建筑也没有开始节能改造。比原有的建筑还复杂的设计和材料,例如不通风的房型、导热系数极大的落地窗、外飘窗等都成为了流行。单位建筑面积能耗攀升,建筑总耗能总量大增,建筑能耗在社会总能耗中的比重越来越大。

  我国房地产占社会总能耗的比重,由上世纪70年代末的10%上升到今天的30%。住宅建设也是资源消耗和温室气体排放的大户,目前住宅建设工业化程度低,施工仍以现场手工式操作为主,生产效率低,并造成资源、能源的过度消耗和对环境的严重污染。产业的集约化程度,降低能耗、物耗水平,促进住宅建设整体水平提高。建筑能耗已经成为我国社会终端能源消费的主要方式之一,并且上升势头迅猛,如果不加以节制,按照目前的发展,到2020年中国建筑能耗将达到我们难以承受的程度。

  发达国家由于城市化水平比较高,建筑业发达。目前在全球提倡低碳环保的大背景下,推行节能住宅,是欧美国家当前推行城市低碳化的一大热点。

  英国政府在推动建筑节能方面可谓是下足了功夫。首先,是公共建筑。从08年起要求将博物馆、展览馆和政府办公大楼等大型建筑的能耗情况张榜公布,以推动社会力量加强监督,促进全国实现节能减排的目标。其次,在个人家庭住宅建筑节能方面,规定新建筑设计时,必须综合考虑光照、风力等各方面的节能问题,开工前必须有获得当地政府批准的建筑能耗分析报告,否则将被拒绝施工建造。同样,德国也规定,消费者在购买或租赁房屋时,建筑商必须出示一份“能耗证明”,告知消费者该住宅每年的能耗。

  美国大力实施绿色经济复苏方案,主要涉及六大绿色基础设施领域,尤其是在目前形势严峻的建筑和制造业部门的关键性领域。比如翻新建筑物,以提高能源效率,通过投资能源效率和可再生能源战略创造大量的工作机会。同时,美国环保局也对有利于节能的建筑材料授予“能源之星”标志。美国采购法规定,政府必须采购有认证标志的产品。

  日本的具体做法是创设住宅领跑者计划的制度。制定“低碳化住宅建设标准”并且要求开放商实施。这些标准包括采用高效率节能的住宅装修设备,利用太阳能发电和地热的标准和数值目标,安装可以显示并掌握电和煤气的消费量的系统设备,以及根据“人体传感器”管理并控制家庭照明系统的标准设备。修改住宅贷款减税条例,对节能型住宅实行税制上的优惠。

  在建筑的设计理念上,必须树立低碳意识。在建筑施工设计图纸上、方案中,屋顶、外立面、楼内的照明、供暖、甚至楼外的绿地都要尽量考虑到低碳。必须达到我国工程建筑环保标准,在建筑的设计、建设和运行过程中,要逐步提高这个标准。

  建筑企业应当形成低碳思维,从更广阔的角度看,中国建筑企业为已经到来的低碳经济时代,需要用低碳思维重新考虑企业的生存和竞争力的问题,包括怎么应对未来更加严厉的环保和碳排放的政策法规要求,怎么应对未来产业内部低碳的标准,怎样应对未来消费者对低碳住宅和服务的购买倾向。一旦建筑企业所有的利益相关者都对建筑行业企业有低碳方面的要求,那么建筑企业必须从战略上调整其商业模式运作。

  国家应该对符合低碳建筑标准的建筑工程,给予在税收上和政策的扶持,鼓励建筑企业推广并发展。可以借鉴发达国家的评价体系和推广方面,在政策和税收上鼓励还是要结合我国具体的国情与实际,建立一套符合我国国情的具体的低碳评价体系和政策。

  低碳建筑是一个新概念,它与与绿色建筑、生态建筑、可持续建筑有所区别又有所联系,低碳建筑是并不是某一阶段的低碳,而是贯穿在建筑活动的全寿命周期内;低碳建筑对于能源、土地、材料、水等资源的利用是节约高效的,并远远优于其他方法;低碳建筑还以产生最少废弃物、循环使用资源为目标。可见,推广低碳建筑技术十分必要。

  各级政府在推广低碳建筑技术的过程中,应严格执行低碳建筑节能减排的法律制度和技术规范,并且建立有效的行政监管体系。加大执法监察力度,全面推进住宅与公共建筑的节能减碳工作,积极改造和提升建筑业、房地产业、建材业、市政公共设施服务业。对建筑碳排放量进行监控统计,对新建建筑进行全过程的碳排放量监督管理,对达不到标准的建筑,不得办理开工和竣工验收备案手续,不准销售使用,严肃查处违法行为。全面落实建筑节能减碳工作责任制,建立对各级政府和部门的服务绩效考核体系,实施专项考察。

  对企业而言,首先要学习和掌握低碳建筑理论知识,弄清其本质和内涵,树立低碳观念,实现资源节约和环境保护。其次要加大低碳技术投入,提高企业的技术水平。企业不仅要积极学习国外先进的低碳建筑技术,而且还要加强与研发机构或者高校之间的产学研合作,加快低碳建筑技术的发展进程,力争达到国际先进水平,打破发达国家的低碳技术垄断地位,减少专利技术引进、材料设备进口,降低低碳建筑的建设成本。最后,要加强企业的社会责任感。企业的社会责任要求企业必须超越把利润作为唯一目标的传统理念,强调要在生产过程中对人的价值的关注,强调对消费者、对环境、对社会的贡献。使建筑物有效地节能减排并达到相应的国家标准,是企业义不容辞的责任,同时也是我国建筑业健康发展的必由之路。

  任何一种社会理念的付诸实践,都需要作为社会细胞的社会公众的参与。公众是决定社会走向的根本主体,低碳时代亦不例外。公众履行社会责任,则是发挥公民作用、参与社会运行的基本方式。社会公众的日常生活是最普遍、最广泛、最直接的碳排放来源,因此公众应该树立低碳环保的价值观,生活中自觉履行环保公民责任,树立低碳意识,为低碳经济发挥出应有的作用。社会公众的责任主要有:树立低碳理念的责任、践行低碳理念的责任、宣扬低碳理念的责任。

  完善的法律体系保障对于低碳建筑的推广和发展具有重要的意义,目前我国低碳建筑管理的法律建设尚属起步阶段,至今没有一部国家的关于低碳建筑管理的法律文件。虽然《民用建筑节能条例》颁布实施以来,为建筑节能工作带来了巨大的改变,但完全贯彻实施仍需进一步完善相关政策。现有的法规中有关低碳建筑管理的定量指标无从查询,缺乏低碳建筑节能减排的专项检查、监督管理和考核评价制度体系。所以在低碳建筑推广方面,政府有关部门应当制订完善的法律法规。尽快制定和颁布实施低碳建筑相关法律,并对《民用建筑节能条例》、《电力法》、《节约能源法》、《可再生能源法》、《能源法》等法律法规进行相应的修订,将二氧化碳排放标准写入法规,进一步鼓励清洁、低碳能源开发和利用。对于《煤炭法》、《电力法》等辅助行政法规规定碳的标准。充分重视碳税立法问题。我国关于碳税的法律尚属空白,碳税手段还未成为我国应对气候变化的制度选择。尽管理论界对碳税立法的研究不断增加,但总体仍然薄弱。因此应尽快对碳税法律制度进行完善。

  我国为了推广绿色建筑制定了《绿色建筑评价标准》,为了规范绿色建筑的评价与标识管理颁布了《绿色建筑评价标识管理办法》和《绿色建筑评价技术细则》,但是我国目前还没有专门的低碳建筑相关评价标准和标识办法,建立一个完善的低碳建筑评价标准能够更加有效的实现低碳建筑技术在我国的推广发展。建立低碳建筑评价标准应该坚持借鉴国际先进经验,结合我国国情的原则,重点突出降低二氧化碳排放量的环保要求、体现过程控制的原则、定量和定性相结合的原则、系统性与灵活性相结合的原则。该标准包括低碳建筑节能设计规范、低碳建筑标准,建筑物采暖和制冷温度控制标准等;修订风机、水泵、变压器、电动机等主要工业耗能设备、家用电器、照明器具、办公设备以及机动车等的能效标准。

  推广低碳建筑技术的核心是降低建筑的二氧化碳排放量。构建低碳建筑认证体系就是用法律的手段对建筑碳排放量标准进行明确的界定,对于符合要求的建筑授予低碳建筑标志或者称号,以此大力推动低碳建筑的发展,激发企业的积极性,从而向社会推广以达到建筑减碳效果。低碳建筑认证是政府用法律手段半强制化的方式推动低碳建筑发展的创新手段,努力开发低碳建筑新技术,引导全社会消费者向低碳的生活模式转变。

  积极开展同国外发达国家的战略合作,借鉴其低碳建筑技术和推广经验,实现我国低碳建筑推广发展的目标。从政策和资金方面向低碳产业倾斜,加大投入进行新型低碳技术的研究开发,着重发展以节约能源为重要目标的低碳技术、提高能源使用效率。开辟新的洁净能源,充分利用太阳能、风能、地热能、生物质能等可再生能源。加快对燃煤高效发电技术、捕获与封存、高性能电力存储、超高效热力泵、氢的生成、运输和存储等技术研发。政府在经济上为个人、机构以及企业开发低碳建筑新材料、新技术提供支持,加大对新材料、新技术的扶持和推广力度。同时低碳建筑技术的推广离不开人才的培养,因此政府应加大对高校建筑人才的培养力度,积极开展低碳建筑设计比赛,并在职业资格等考试中加入对低碳建筑方面的考试内容,从建筑源头上对低碳建筑从业人员进行低碳意识的培养。在鼓励开发新材料、新技术的同时,还应建立相应的产品、技术淘汰制度,对落后的产品和技术进行淘汰,禁止其使用。

  此外,加大宣传教育,培养低碳意识。要加大对社会公众的低碳宣传教育力度,培养公众的低碳意识,加深他们对低碳理念的了解,消除他们对低碳建筑存在的误解。在具体操作上,比如定期进行宣传教育活动,利用网络、电视、广播等媒体宣传低碳支持和低碳活动,设立低碳教育基地、低碳咨询机构和公众参与社团等。在社会公众被动的接受低碳建筑产品的基础上,还应提高人们的积极性,以此来形成整个社会层面上低碳建筑顺利推广的动因。

  我国在2009年哥本哈根气候变化大会上承诺:2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。为实现节能减排以及温室气体排放目标,低碳经济随之诞生。城市是我国二氧化碳排放源头集中区域,因此低碳经济的发展意味着低碳城市的发展。城市建筑是城市碳排放的源头之一,同时我国建筑能耗占全社会总能耗的28%,因此低碳建筑的发展对于我国实现温室气体排放目标具有重大意义。

  “低碳”刚引入我国,低碳经济、低碳建筑属于新的概念,还未被大多数人所接受。虽然有关节能方面的法律法规、技术标准等我国已出台许多,但是低碳理念的应用却较少,因此低碳建筑的发展开始寻着“绿色”、“节能”等方面的脚步在前进,其中在全生命周期各阶段中着重针对温室气体的排放进行把关,建筑全生命周期主要指建筑材料生产开采阶段、施工阶段、运营阶段、维护阶段以及拆除和处置利用阶段,低碳建筑还应加入设计阶段的考虑,另外低碳建筑的主体相比传统建筑更多。

  低碳建筑的建设可以有效改善建筑的室内环境质量,减少使用者的能源费用支出,无疑对于使用者、参与者是利大于弊的。所以,政府推广与建设低碳建筑不仅仅可以获取经济效益,更多的是环境和社会效益,是低碳建筑实施建设的最主要需求者;由于低碳建筑的造价较传统建筑更高,房地产商的投资则会加大,则低碳建筑的价格也会增加,低碳建筑的节能效果显现是一个长期的过程而不明显,因此房地产商和消费者的需求不能转化为有效需求;信贷机构可通过信贷优惠政策从政府的补偿机制中得到补偿,但由于商业银行追求利益最大化,对于信贷优惠政策并不予以重视,因此信贷机构的需求也难以转化有效需求;咨询机构可通过低碳建筑节能市场的运行拓展自身的咨询服务,从中获益,是需求方之一。

  关于低碳建筑的设计标准、实施操作规程、质量验收标准、材料设备的检验要求等工作,低碳技术研发机构可参与其中;材料设备的供应商主要是提供相应的建筑材料和设备,并保证所提供的材料设备达到设计要求与使用要求;设计单位主要为施工提供设计图纸,保证设计质量,满足设计测算要求,保障节能标准符合国家要求;施工单位则将设计图纸付诸实践,将低碳建筑实体化;专业评估机构对低碳建筑运营阶段的使用情况进行评估鉴定,从能源消耗、环境影响等方面分别评判,以保证低碳建筑的有效运行。

  由于低碳建筑的概念引入较晚,起步较晚,公众对其认识不深,同时低碳技术不成熟,涉及的设计单位、施工单位等需求方不如注重社会效益、环境效益的政府需求强烈,可见关于低碳建筑的需求方中政府的需求较为有效,需求方市场未形成规模。根据图1低碳建筑的需求曲线较陡的趋势,低碳建筑价格下降,相应的增加面积量更少,可见建设面积相比工程造价的敏感度更低。

  由于绿色建筑的起步较低碳建筑早,我国在节能方面的相关技术已有一定发展,低碳建筑则是在绿色建筑节能的基础进一步强调注重温室气体(以CO2为主)的排放较低甚至更低以至于零碳排放,因此绿色建筑相关的技术标准、材料设备、施工技术等方面在低碳建筑也有一定的适用范围,相比需求方市场更为成熟,则低碳建筑的供给方市场基本形成,根据图2中供给曲线较为平坦的趋势,低碳建筑价格上升,相应的增加面积量更大,可见建设面积相比工程造价的敏感度更高。

  低碳建筑建设的经济激励对象分析就是要解决是对需求方进行激励还是对供给方进行激励的问题。根据图3低碳建筑市场的需求曲线为DD,供给曲线为SS,两者相交点坐标为(P0,Q0),低碳建筑价格为P0,建设面积为Q0。若对需求方采取经济激励措施,价格有所提升,建设面积也有所增加,需求曲线DD向上平移形成另一需求曲线,增加的建设面积为(Q1-Q0)。根据图4若对供给方进行经济激励,供给曲线SS向下平移形成另一供给曲线,增加的建设面积为(Q2-Q0)。

  根据图3和图4的分析可知,对需求方采取经济激励措施所对应的建设面积增量较对供给方采取经济措施所对应的建设面积增量更大,表明针对需求方采取经济激励措施更为有效,获取的效益明显。所以,在低碳建筑市场中首选应针对需求方采取经济激励措施。

  低碳建筑建设的经济激励政策包括财政补贴政策、税收优惠政策和信贷政策等,其中以财政补贴、税收优惠政策最为关键,在低碳建筑建设中起着重要作用。因此,需要针对财政补贴政策、税收优惠政策所起的经济激励效果进行着重分析。

  假设低碳建筑建设面积为A,单位面积的建造投资为i,单位面积的传统建筑的消耗成本为c1,单位面积的低碳建筑的消耗成本为c2,低碳建筑建成后的合理使用年限为N年,总投资则为I=A×i。传统建筑的消耗成本为C1=A×c1,传统建筑的消耗成本为C2=A×c2。因此,低碳建筑相比传统建筑的消耗成本降低额为C=A×(c1-c2)。其中消耗成本包括建筑全生命周期中建材开采生产、施工这几个阶段的能耗成本以及相关消耗成本。

  财政补贴政策是指政府对投资主体进行财政补贴,并记为财政支出,以此增加投资主体的收入,提高其投资收益水平。财政补贴主要有直接补贴和贴息两种方式,一种是指政府依据低碳建筑相关节能设计标准、规范等对比运营时的节能效果对投资主体进行直接补贴;另一种是指投资主体通过银行贷款投资建设低碳建筑,政府根据银行所提供的利率与投资主体所能承受的利率的差额提供贴息补助。

  实施财政贴息政策不仅仅可以提高低碳建筑建设的投资收益水平,同时也是间接地进行投资引导,运用较少的财政支出间接引导出低碳建筑建设的资金投资,即所谓的杠杆原理,采用“以小拨大”的原理来放大资金效应。如进行低碳建筑建设投资时,投资需1200万元,银行贷款年利率为10%,投资主体所能承受的年利率仅为4%,如此投资主体无法进行银行贷款建设低碳建筑。通过财政贴息政策,政府可为投资主体提供6%的相应年利率,补足银行10%的贷款年利率,满足银行贷款要求,投资主体可获得银行贷款投资建设低碳建筑。政府财政贴息政策的杠杆效应表现为如公式(5)所示。

  政府通过财政贴息政策对投资主体的投资建设进行了经济激励,用6%的贴息资金72万元间接引导了1200万元的投资资金,杠杆效应为1200/72=1/6%≈17,可见杠杆效应达到17倍。

  税收优惠政策是指政府通过税收来减轻低碳建筑相关方的纳税义务,间接地对低碳建筑相关方进行经济激励,提高其投资收益水平。税收优惠政策包括所得税优惠和其他税收优惠政策。

  若对低碳建筑的建设实施税收优惠政策,完工后每年因税收优惠节省税额为T,税收优惠年限为n1,则得到低碳建筑建设的现金流量图如图7所示。

  2007年7月,国家环保总局、人民银行、银监会三部门联合了《关于落实环境保护政策法规防范信贷风险的意见》,被称为“我国现阶段绿色信贷的基础文件”。“绿色信贷”是实现节能减排的有效杠杆,主要是针对制造污染、产生污染的企业项目投资给予贷款额度限制,这是一种通过惩罚性以高利率进行经济激励的政策手段。在此提出“低碳信贷”,主要是一种针对低碳建筑的建设进行优惠贷款的政策手段。“低碳”注重的是建筑全生命周期“低碳”,从建筑的设计、建材开采生产、施工、运营、维护及拆除和处置利用阶段,因此商业银行的信贷机制首先应对低碳建筑的设计进行审查,经评估为低碳建筑设计,才能给房地产商予以贷款,若在建筑的施工过程中或者竣工验收阶段中由专业评估机构发现出现不符合低碳设计或者低碳建筑的各方面,商业银行将根据责任追究机制对房地产商予以追究责任,提高其应偿还的利息,不再进行信贷优惠。

  信贷优惠政策主要集中在贷款利率、贷款期限和贷款担保等方面。国外的成功做法是政府主要通过国家政策性银行向投资主体提供20―25年的长期贷款,贷款年利率相比同期其他银行提供的利率要低,如此激励投资主体进行建设。如此我国也可效仿,对于进行建设低碳建筑的房地产商和购买低碳建筑的消费者,在低碳建筑节能市场的起步阶段,政府也可通过国家政策性银行向投资主体提供长期低息贷款,早期可提供无息贷款,待市场逐渐成熟,投资主体资金更为充裕,可改为低息贷款。另外,政府也可刺激商业银行为房地产商提供贷款,政府提供全部或者部分担保,偿还贷款的资金主要来源于财政的补贴和建筑建设中低碳节能收益,因此房地产商的资质、功绩等方面需要政府与专业评估机构预先进行评估,才能予以提供担保。

  从经济激励对象和经济激励政策两方面对低碳建筑的经济激励机制进行了研究,运用供求曲线分析得出激励低碳建筑建设的需求方好于激励供给方,同时对经济激励政策的净现值和内部收益率这两种动态经济评价指标进行分析,因此,在低碳建筑节能市场的起步阶段,经济激励政策的研究是很必要的,为研究何种经济激励政策更合适提供了新的思路,同时不同类型的建筑对于低碳节能的要求不同,不同区域的建筑也有其独特的特点,这些都是对低碳建筑建设进行经济激励所需要考虑的,接下来需要在这些方面进行深入系统的分析,便于适应市场需求采取有效的经济激励措施。

  [2]刘华、常素巧:激励政策在发展循环经济中的杠杆作用[J].河北学刊,2006(4).

  [3]张悦:财税政策再造:撬动节能的杠杆[J].改革与开放,2005(10).

  摘要:建筑部门的低碳发展已成为推进我国低碳经济至关重要的一个组成部分,因此正确客观地评价建筑的低碳水平具有重要的指导意义。本文以2010年上海世博会中国馆为研究对象,采用碳排放情景分析法,针对中国馆的基准建筑与实际建筑,计算其世博结束后正常运行条件下的碳排放水平,评估中国馆实际建筑的碳减排效益。使用建筑能耗模拟软件DesignBuilder对建筑全年能源消耗水平进行了模拟,并通过相应能源品种的碳排放因子分别计算了实际建筑和基准建筑的碳排放水平;同时应用全生命周期方法(LCA)分析了中国馆实际建筑应用太阳能光伏、LED照明技术相比于基准建筑所带来的减排效益。结果表明:世博结束后正常运行条件下,中国馆实际建筑年碳排放量为18 969 t CO2e,基准建筑年碳排放量为25 770 t CO2e,因此,相比基准建筑,中国馆实际建筑一年减排6 801 t CO2e,年碳减排率为26.4%;减排效益主要由节能设计及绿色技术贡献,分别占96.3%和3.7%。本文通过综合评估中国馆的碳减排效益,以期为我国公共建筑低碳工作的开展进行有益的探索。

  为积极应对全球气候变化,实现自身可持续发展,我国已明确提出,至2020年,单位GDP的CO2排放强度在2005年基础上下降40%-45%。在欧盟发达国家,建筑全生命周期内的碳排放已经占了全部部门碳排放的50%[1],而在我国建筑耗能引起的碳排放量也已占总排放量的19%-20%[2],且房屋建造等间接能耗及碳排放量呈上升趋势,建筑部门已成为主要的碳排放源,因此,推广低碳建筑对遏制碳排放具有十分重要意义[3]。2005年,我国颁布首部公共建筑节能设计的综合性国家标准――《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005),标志着我国建筑节能工作在公共建筑领域的全面铺开。“十二五”期间,我国公共建筑节能目标为力争实现公共建筑单位面积能耗下降10%,大型公共建筑能耗降低15%。2010年上海世博会作为一届低碳、环保的盛会,在建筑的碳减排方面也作了大量有益的尝试和探索,尤其是永久建筑一轴四馆(世博轴、中国馆、世博中心、世博文化中心以及主题馆)应用了很多节能设计和绿色技术,对“城市,让生活更美好”的世博主题进行了充分演绎。

  对于建筑碳减排效益的评估,目前还未出现一种公认的统一的方法,尽管如此,评价一个建筑低碳与否,有两点基本是可以确认的,一是低碳建筑要实现的减碳是在某个“基准线],因此需要建立一个参照体系,即假设一个基准建筑,从而与实际建筑的碳排放水平作出比较,得到减排效益;二是建筑的碳足迹对周围环境最主要的影响是能源资源消耗[5],因此对建筑的低碳评价主要围绕因建筑能耗引起的碳排放进行评价。基于以上两点认识,本文以上海世博会中国馆为例,采用低碳经济研究的最佳分析工具――情景分析法[6],针对中国馆的实际建筑和基准建筑两种不同情景,参考国外建筑能耗计算方法学[7-8],分析了中国馆在世博会结束后正常运行条件下实际建筑和基准建筑的碳排放量,从而对中国馆在世博会结束后继续产生的环保、低碳效益作出客观评价,以期为我国大型公共建筑的低碳评价研究作出有益探索。

  建筑物碳排放量评估体系一般选择按照建筑的全生命周期,通过对建筑材料的生产及运输阶段、建设阶段、使用阶段、拆除阶段和废弃物处置阶段这一生命周期的CO2排放核算,从而进行建筑物的碳排放计算[9]。建筑全生命周期的碳排放来源包括了建筑物生命周期物化阶段(建材生产、施工阶段)、使用阶段以及拆除处置阶段的碳排放(其中规划设计阶段不产生实物碳排放)。

  据发达国家的统计分析,一般情况下,建筑物使用能耗与其它能耗之比大约为9∶1,不超过8∶2,建筑物使用阶段的能耗,即运营能耗构成建筑物全生命周期能耗的主体。因此,本文主要研究中国馆运营能耗带来的碳排放。需要注意的是,由于中国馆在世博期间的运行时间仅占其建筑生命周期内的极少部分(一般认为中国公共建筑的平均寿命为30年,世博举办时间仅为半年),本文为针对中国馆在世博结束后正常运行条件下碳减排效益作出的分析,并非针对世博期间中国馆的运行情况。

  世博会期间,结合课题的开展,本研究对中国馆的建筑形体形式、建筑墙体与门窗、机电策略、照明设计、新能源应用以及实际用电量等进行了大量的数据收集工作,同时研读了国内外相关建筑节能方面的法规、标准,在此基础上,分别对中国馆实际建筑和基准建筑进行不同情景的设置。

  实际建筑:中国馆坐落于世博会规划核心区,是世博园区“一轴四馆”永久性建筑中的制高点,由国家馆和地区馆两个部分组成。国家馆和地区馆总建筑面积157 855 m2(其中,地上建筑面积109 277 m2,地下建筑面积48 578 m2)。中国馆应用了多种先进的节能建筑设计,包括采用斗拱结构的遮阳技术,使用架空中庭空间系统的自然通风技术、采用LowE玻璃、采用轻质砂加气砌块新型环保墙体材料等,同时还应用了很多绿色环保技术如冰蓄冷空调、屋顶绿化、太阳能光伏、LED照明等。

  基准建筑:一般来说,基准建筑必须与实际建筑有相同的尺寸、形状和分区,而且测量采用同样的度量衡,每一空间包括与实际建筑同样空间内的活动(即有相同的活动参数值),另外,基准建筑还应与实际建筑的方位和气候数据相同,须有来自邻近建筑物的相同位置的阴影和应用于实际建筑模型的其它地形特征。除此之外,中国馆基准建筑的围护结构、供能设备等主要参照2005年《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)[10]规定的公共建筑节能设计,与实际建筑相比,主要参数设置的不同见表1。另外,基准建筑没有采用冰蓄冷空调、屋顶绿化、太阳能光伏发电技术,照明采用CFL灯(紧凑型荧光灯)等。

  本研究所用模型为建筑全能耗分析软件――DesignBuilder,用以模拟中国馆建筑全年逐时的负荷及能耗。DesignBuilder 是专门针对美国能源部支持下开发的建筑全能耗模拟引擎Energy Plus 开发的用户图形界面软件,包括了所有Energy Plus 的建筑构造和照明系统数据输入部分,也移植了所有的材质数据库,包括建筑和结构材料、照明单元、窗户和加气玻璃、窗帘遮阳等,是第一个针对Energy Plus 建筑能耗动态模拟引擎开发的综合用户图形界面模拟软件[11]。程序根据输入的建筑情况(包括建筑结构、围护结构材料、供暖空调方式与系统分布、室内人员活动规律等)和室内设定温度值的要求,动态计算出建筑物的全年能耗情况,并以各种表格形式输出。

  本研究使用DesignBuilder能耗分析模型软件,分别对中国馆实际建筑和基准建筑的能耗进行模拟及对比,在此基础上,再将能耗乘以相应能源品种的碳排放因子来计算碳排放量,从而获得中国馆实际建筑和基准建筑的年能源消耗量和碳排放量;在此基础上,对中国馆实际建筑所采用的太阳能光伏和LED技术所带来的碳减排效益进行分析,并在实际建筑的年碳排放量中进行扣除,从而得到中国馆实际建筑与基准建筑相比所能产生的碳减排效益。

  本研究对中国馆的能耗类型主要划分为5大类:房间用电、照明、供热、制冷和其他项。通过对模型输入建筑所在地理位置、气象数据、外墙、屋顶材料及传热系数,人员及室内热源、空调区域及其能效等参数,中国馆的逐日、逐月能耗均能得到模拟。图1为中国馆实际建筑和基准建筑的分项耗能图,表2为中国馆实际建筑和基准建筑综合耗能全年能耗对比。可以看出,由于采用了大量先进的节能设计,与基准建筑相比,实际建筑的供热、制冷能耗有了一定的降低,尤其是供热方面,其供热和制冷的能耗分别节约了80.3%、2.6%。中国馆实际建筑全年能耗为21.9 GWh,而基准建筑全年能耗为29.2 GWh;另外,相对于基准建筑,中国馆实际建筑的全年能耗波动更趋平稳,但耗能的高峰期还是在夏季酷暑时期。

  中国馆的碳排放主要为各分项的能耗乘以电力排放因子或天然气排放因子,表3为中国馆实际建筑和基准建筑模拟的全年CO2排放量。中国馆运行一年实际碳排放为19 330 t CO2e,基准情景下碳排放为25 770 t CO2e,因此中国馆每年可减少碳排放6 440 t CO2e,全年的变化趋势与能耗变化趋势保持一致。

  在实际建筑中,中国馆还采用了绿色环保技术如屋顶太阳能光伏以及LED照明技术,这部分技术产生的碳减排效益应当在实际建筑的碳排放中进行抵扣。本文采用全生命周期的研究方法对中国馆的太阳能光伏技术和LED照明技术分别进行了计算,一般来说,太阳能光伏的使用寿命为25年,每天有效发电时间为3.5小时,根据中国馆安装了302 kW的太阳能光伏计算,考虑生产过程的碳排放为0.035 5 kgCO2/kWh[12],太阳能光伏年减排量为327 t CO2e,全生命周期减排量为8 169 t CO2e。根据LED灯泡的使用寿命为25 000小时[13],

  世博结束后每周LED照明使用12小时,中国馆安装了62.7 kW的LED,按LED比CFL灯节能50%进行计算,考虑生产过程的碳排放(使用期能耗为658 kWh时,生产能耗为9.9 kWh)[13],相对CFL灯来说,LED技术的年减排量为34 t CO2e,全生命周期减排量为1 369 t CO2e。因此,由于太阳能光伏技术和LED技术的应用所带来的年减排效益为361 t CO2e,在实际建筑的年排放量中扣除此部分的减排效益,即中国馆实际建筑一年的碳排放为18 969 t CO2e。

  在建完模型后,非常重要的一项工作是使用实际能耗数据与模型模拟数据进行校验,用以判断模型模拟结果的准确性。由于本研究开展时间为世博举办期间,因此所获得的中国馆运行能耗数据时间为2010年5月-9月。由于模型模拟的中国馆实际建筑为世博结束后正常运行情况,即每周5天,每天运营时间8∶00-18∶00,而在世博期间中国馆每周运营7天,每天运营时间为8∶00-22∶30,所以按照运行时间对模型模拟值进行修正,修正因子为1.68,修正后的模型模拟结果与实测结果对比见表4。

  从表4可以看出,模拟与实测的耗电量逐月变化趋势类似,空调季节为能耗高峰期,过渡季节为能耗低峰期,均在上海最热月七月耗能达到最高峰。中国馆自2010年5月1日至9月底实测能耗总量为19.5 GWh,根据世博情况进行修正后模型模拟的六个月能耗值为18.5 GWh,模拟值与实测值相差5%,因此认为模型模拟结果可以接受,从而判断模型能够准确预测中国馆在世博结束后的能耗情况,采用能耗模型进行模拟的结果是可信的。

  由于实际建筑的碳减排效益是相对于基准建筑而言的,因此,基准建筑的设定直接影响到最终结果的准确性和可信度。一般来说,按照《公共建筑节能设计标准》,建筑节能效益评估都以20世纪80年代的建筑作为基准建筑。而在本研究中,即使2010年上海世博会并未采用实际情况下的多种节能设计及技术,考虑到中国馆建设时期的设计及建设水平,以20世纪80年代的建筑作为基准建筑显然是脱离实际的,因此,本文直接参照国家2005年出台的《公共建筑节能设计标准》作为基准建筑的建筑水平,从而使实际建筑的碳减排效益更具有说服力。基准建筑的设定应从实际情况出发,综合考虑各种因素,从而确定适合研究对象的基准建筑,这一步是准确评价建筑低碳与否的基础及关键。

  公共建筑的低碳评价有两种评价维度,一种是相对于同类建筑作出的横向评价,另一种是相对于本建筑在实际情景和基准情景下的纵向评价,而对于本文的研究对象――中国馆来说,若采用第一种评价方法,则需收集上海地区同类建筑的碳排放数据,即展馆类建筑数据,考虑到数据不可得性等方面原因,本研究选用了第二种评价方法,这种方法有效避免了由于建筑造型、地理位置等可能造成的碳排放差异,能够较好地尽可能在同一尺度上客观评价中国馆的节能设计及绿色技术带来的低碳效益,从而使评价更具准确性,也是对单体公共建筑的低碳评价方法进行的探索。

  本文使用Design Builder模型模拟了中国馆实际建筑和基准建筑的全年能耗,在此基础上,计算了实际建筑和基准建筑的一年碳排放量,同时对绿色技术对实际建筑产生的碳减排效益进行了扣除,得出的结论如下:

  (1)世博结束后中国馆正常运行情况下,实际建筑一年的碳排放为18 969 t CO2e,与基准建筑年排放25 770 t CO2e相比较,实际一年可减排6 801 t CO2e;中国馆建筑面积为157 855 m2,因此,中国馆实际建筑年均单位面积的碳排放为120 kg CO2e/m2,基准建筑年均单位面积的碳排放为163 kg CO2e/m2,碳减排比例高达26.4%。

  (2)中国馆减排效益6 801 t CO2e可分为两部分,一部分是由节能设计贡献,为6 440 t CO2e,占全部碳减排效益的96.3%;另一部分为绿色技术贡献,为361 t CO2e,占减排效益的3.7%,其中太阳能光伏技术占3.2%,LED技术占0.5%。

  从以上的结果不难发现,中国馆的碳减排效益主要得益于源头的节能设计,绿色技术的应用虽然有一定贡献,但比例不大。目前,我国正大力发展低碳经济,低碳、绿色建筑在全国各地也得到了很好的响应,“十二五”期间将有更多类似的建筑涌现,而在其中,建筑的源头式管理不容忽视,应从设计开始贯彻绿色、低碳的理念,防止所谓的“低碳”建筑成为系列绿色技术的简单堆砌。本研究通过对世博会中国馆的定量化分析,客观评估了中国馆的碳减排效益,一方面从方法学上探索了节能设计和绿色技术应用对建筑产生的碳减排效益的有效评估,另一方面也为我国下一步公共建筑的可持续发展提供了一定的参考。

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