淺析雙碳目標下我國建筑產業的現狀與發展方向
清華大學互聯網產業研究院
建筑產業是我國國民經濟的重要支柱，也是公認的高耗能產業之一。2021 年，國務院印發《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，強調要大力發展節能低碳建筑，持續提高新建建筑節能標準，加快推進超低能耗建筑等規?；l展。同年，住房和城鄉建設部發布國家標準《建筑節能與可再生能源利用通用規范》公告，當中指出：自 2022 年 4 月 1 日起，建筑碳排放計算作為強制要求，并明確要求“建設項目可行性研究報告、建設方案和初步設計文件應包含建筑能耗、可再生能源利用及建筑碳排放分析報告”。向行業釋放出明確信號，節能低碳已經成為雙碳目標下建筑產業發展的必要前提。
我國《建筑碳排放計算標準》規定，建筑碳排放是指建筑物在與其有關的建材生產及運輸、建造及拆除、運行階段產生的溫室氣體排放的總和，以二氧化碳當量表示。
△ 圖1 建筑全生命周期碳排放計算[1]
根據《2021中國建筑能耗與碳排放研究報告》數據（如圖1），2019 年全國建筑全過程碳排放總量為 49.97 億噸，占全國碳排放總量的 50.6%。在建筑全過程碳排放總量中，55.4% 來自建筑材料、42.6% 來自運行階段、2.0% 來自施工階段。能耗方面，2019 年全國建筑全過程能耗總量為 22.33 億 tce，占全國能源能耗總量的 45.8%。在建筑全過程能耗中，建材生產階段占比為 49.7%、運行階段占比為46.2%、施工階段占比為 4.1%
[2]
。建材生產、建筑運維兩階段貢獻的碳排放量和能耗量均超過全生命周期總量的 95%，因此，做好這兩階段的碳減排是關鍵。
△ 圖2 2019年中國建筑全過程碳排放量和能耗量
建筑產業的高排放、高耗能的原因主要包括以下幾方面：從產業鏈角度，建筑產業的產業鏈鏈條長，產業鏈中用能部門多且大多是高能耗部門，例如2019年全國建材生產階段碳排放為 27.7 億 tCO2，占全國總量的28%；從建筑全生命周期角度，建筑壽命越長，其年化隱含碳排放強度越低，而過去我國城市建設以大拆大建為主，大量的碳排放在拆除重建過程中產生；從能源消費的角度，建筑是能源、工業生產和人類生產活動鏈接的載體，一方面，工業生產、人類活動的部分用能是通過建筑來體現，另一方面，建筑本身作為用能終端，運行過程中向使用者提供舒適的室內環境也將消耗大量能源。
建筑產業如何有效降低碳排放對于我國實現“30·60”目標至關重要，向綠色化、低碳化轉型是雙碳目標下建筑產業發展的必由之路。
2012 年 4 月，財政部、住房和城鄉建設部以財建〔2012〕167號印發《關于加快推動我國綠色建筑發展的實施意見》（財建〔2012〕167號），已充分認識到綠色建筑發展的重要意義。而后，國家多部委相繼出臺了建筑產業綠色發展的政策文件，自上而下推動綠色建筑的發展。但在雙碳目標下，建筑產業的節能降碳仍面臨著巨大挑戰。
《建筑節能與可再生能源利用通用規范》（GB 55015－2021）要求，新建居住建筑和公共建筑平均設計能耗水平應在 2016 年執行的節能設計標準的基礎上分別降低 30% 和 20%，碳排放強度應分別在 2016 年執行的節能設計標準的基礎上平均降低 40%。《通用規范》的實施，為建筑產業的綠色化低碳化發展提供了標準依據，也為行業技術的發展提供了動力。
△ 圖3 我國建筑節能和綠色建筑政策發展歷程[3]
“十三五”期間，嚴寒寒冷地區城鎮新建居住建筑節能達到 75%，累計建設完成超低、近零能耗建筑面積近 0.1 億平方米，完成既有居住建筑節能改造面積 5.14 億平方米、公共建筑節能改造面積 1.85 億平方米，城鎮建筑可再生能源替代率達到 6%。截至 2020 年底，全國城鎮新建綠色建筑占當年新建建筑面積比例達到 77%，累計建成綠色建筑面積超過 66 億平方米，累計建成節能建筑面積超過 238 億平方米，節能建筑占城鎮民用建筑面積比例超過63%[4]?！丁笆奈濉苯ㄖ澞芘c綠色建筑發展規劃》進一步明確了我國建筑產業綠色化發展的總體目標，要求到 2025 年，城鎮新建建筑全面建成綠色建筑。
“十四五”是碳達峰的重要時期，也是建筑產業碳減排的關鍵時期。建筑產業向綠色化、低碳化發展，不僅需要各級政府自上而下的支持和推動，還需要產業內部各部門自下而上的協同和發展。
以建筑本身作為減碳主體來看，減碳路徑可分為新建建筑綠色化建造和既有建筑節能改造。對于新建建筑而言，需要著眼于建筑全生命周期的節能低碳，從規劃設計階段著手，全過程貫穿綠色化理念。對于既有建筑而言，需要避免大拆大建，通過節能改造在滿足安全性和舒適性的前提下，實現建筑的節能減排。
新建建筑的綠色化建造包括，建造方式的綠色化即綠色建造和終端產品的綠色化即超低能耗建筑（或近零碳建筑、零碳建筑）。
綠色建造是著眼于建筑全生命周期，在保證質量和安全前提下，踐行可持續發展理念，通過科學管理和技術進步，最大限度地節約資源和保護環境，滿足綠色施工要求，生產綠色建筑產品的工程活動
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。BIPV (Building Integrated Photovoltaic)就是綠色建造技術的一種，指光伏建筑一體化技術。該技術與建筑物設計、施工和安裝并行實施，并作為建筑物外部結構的一部分，同建筑物形成統一整體，兼具發電、建筑構件和建筑材料的功能。這種建筑一體化技術與傳統的“安裝型”光伏建筑 BAPV(Building Attached Photovoltaic)相比，系統材料成本更低，使用壽命更長，適用性也更強，應用場景包括建筑外墻、陽臺、車棚等等，是未來新建商用建筑實現綠色建造的重要方向之一。
超低能耗建筑是近零能耗建筑的初級表現形式，通過被動式設計降低建筑冷熱需求，通過主動技術措施提升能源系統的能效。發展超低能耗建筑是在建筑節能和綠色建筑基礎上的更高質量更高水平的重要舉措，其核心技術主要是三方面，一是更高質量的墻體保溫技術，二是更高水平的隔熱技術，三是更高效率的新風系統
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對于超低能耗建筑，設計是關鍵。新建建筑的綠色化建造，需要在設計階段做全局考慮，一是優化建材資源，采用低排放高性能的綠色建材，二是優化施工流程，將節能減排理念貫徹于全過程中，三是優化終端產品，使新建建筑滿足超低能耗標準甚至是零能耗建筑標準，將建筑自身的節能減排和再生能源利用等技術的應用前置考慮，以實現建筑全生命周期的節能減排。
《“十四五”建筑節能與綠色建筑發展規劃》明確，到 2025 年，完成既有建筑節能改造面積 3.5 億平方米以上。完成既有居住建筑節能改造面積超過 1 億平方米，累計完成既有公共建筑節能改造 2.5 億平方米以上。
既有建筑節能改造與拆除重建相比，前者的時間成本和經濟成本都更低，且更加環保。既有建筑節能改造將是城市老城區建設發展的重點方向之一。
以北京市某既有居住建筑節能改造項目為例，通過對 1 棟多層建筑和 1 棟高層建筑的圍護結構、供暖系統和公共區域照明進行節能改造，使 2 棟建筑均達到 65% 節能建筑耗熱量水平，特別是高層建筑，較引導值降低了 25.26%，節能效果明顯。居民用電方面，改造后絕大部分住戶的年用電量低于 2700千瓦時，其中多層建筑每戶的平均綜合電耗小于 GB51161—2016 的約束值
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我國的建筑節能改造與西方國家相比起步較晚，技術方面還有待提高。建筑節能改造是一項綜合工程，在對建筑用能提升改造的同時還要保證建筑的安全性不被破壞。既有建筑節能改造的發展需要房屋結構、用能改造、高性能建筑材料等多方面協同發展共同推進。
隨著新一代技術的不斷發展，數字化已成為促進產業升級的新型驅動力。
BIM 是建筑信息化的重要技術，也是產業數字化發展的重要抓手。它集成了建筑從設計、施工到運維的全生命周期信息，為跨專業、跨階段之間的協同作業提供了數據基礎，降低了各單位間的協作成本。
同時，BIM 也是建筑節能降碳的重要工具。從設計、施工到運維，通過 BIM 技術沉淀建筑的用能量排放量數據庫，可實現全流程的數字化管理，提高建筑用能管理的精準度。在設計階段，通過 BIM 技術實行跨專業間的協同設計，不僅能節約設計時間，還能實現建筑設計與節能設計之間跨專業的設計參數共享以提高協同設計效率；在施工階段，通過 BIM 技術進行提前模擬，可提前發現問題節約施工成本，并能夠精確物料用量以減少建筑垃圾；在運維階段，基于 BIM 集結合物聯網、大數據、移動互聯網、云計算等技術，搭建建筑能耗管理平臺，可實現日常用能管理、異常能耗預警、智慧節能決策等，協助提升建筑節能管理的效率。
隨著全球氣候變暖、極端天氣增加等問題日益嚴重，減少溫室氣體排放變得刻不容緩。建筑產業作為主要用能部門之一，在我國實現雙碳目標中起著關鍵作用。建筑產業向綠色化、低碳化發展是必然趨勢。建筑企業應該把握機遇，積極布局節能減排的新技術、新產品，才能保持企業的市場活力，實現高質量發展。
[1] 翟婷婷,龔銳.雙碳背景下建筑業面臨的機遇與挑戰[J].居舍,2022(19):157-160.
[2] 中國建筑節能協會.《2021中國建筑能耗與碳排放研究報告》
[3] 華泰證券.建筑節能專題二：零碳建筑開啟進程
[4] “十四五”建筑節能與綠色建筑發展規劃
[5] 肖緒文.綠色建造發展現狀及發展戰略[J].施工技術,2018,47(06):1-4+40.
[6] 王鐵宏.建筑產業深刻變革中的關鍵問題[J].建筑,2022(03):30-31.
[7] 陳斌,鮑宇清,周寧,代云.北京市某既有居住建筑節能改造后的效果分析[J].綠色建筑,2022,14(01):44-48.
