低碳建筑的发展障碍分析及实现途径研究

雷庆关,李华双

(安徽建筑大学 土木工程学院，安徽 合肥 230601)



低碳建筑的发展障碍分析及实现途径研究

雷庆关,李华双

(安徽建筑大学 土木工程学院，安徽 合肥 230601)

摘要：近年来，面对能源危机的不断加剧以及环境状况的不断恶化，低碳经济、低碳生活的理念应时而生。在建筑领域内，低碳建筑将成为未来的发展方向，但是发展却较为缓慢。本文在论证了发展低碳建筑的必要性的基础上综合分析了低碳建筑发展的障碍因素，最后对建筑物在生命周期的不同阶段实现低碳化，提出了一些建议。

关键词：低碳建筑；发展障碍；实现途径

0引言

近百年来，全球气候正在不断的变暖，由此带来的后果正在对人类的生存和发展产生广泛的影响。极端天气与气候事件频发等对我国的生态问题、粮食问题、经济问题以及广大人民群众的生命财产都产生了直接影响。另一方面，我国目前经济发展水平还比较低，经济上仍然存在较为突出的结构性矛盾，能源消耗仍然主要依靠不可再生资源，这除了会不断加剧能源危机之外，还会排出大量的温室气体。由此，低碳经济将是未来发展的主要方向。低碳经济是以降低温室气体的排放量为宗旨；以降低能耗为目标；以开发新能源为途径的绿色经济发展模式[1]。在资源危机和环境危机不断加剧的情况下，必须大力发展低碳经济。

随着我国工业化和城镇化的迅速发展，各项工程正在神州大地上如火如荼的展开。据统计，2013年我国建筑业总产值为159313亿元，同比增长16.1%;全国建筑业房屋建筑施工面积为113亿平方米，同比增长14.6%。2014年一季度，我国建筑业总产值为26238亿元，比上年同期增长15.9%。与此同时，我国建筑面积正在以每年 18 亿至 20 亿平方米的速度增加。在我国，尽管建筑市场非常繁荣，但是一般情况都是采用的粗放的经营方式，因此我国建筑具有能源消耗大、能源利用率低、污染严重的特点，严重影响了可持续发展战略。我国现有城乡建筑400多亿平方米，其中95%左右是高能耗建筑，建筑耗能占到全社会终端能耗的27.5%。据统计，在2006 年，我国的建筑行业所消耗的能源高达 5.63 亿吨标准煤，占到了能源总消费的 23.1%，并且排放了约14.8 亿吨的二氧化碳。由此可见，低碳建筑将是建筑行业未来的新的选择，也必将对我国的经济发展产生重大影响。

1低碳建筑概述

1.1低碳建筑的定义

低碳建筑就是在其完整的生命周期内，不仅要满足其使用功能，还要实现对能源的高效率的利用并且对环境的影响也降到最低[2]。具体的来说，就是要求建筑产品在设计过程中，综合考虑建筑物的使用功能、周围的地形地貌、气候条件等因素进行合理的规划设计、建筑设计、结构设计；在建设过程中，尽量采用新型的低碳建材，使用先进的低碳技术；在使用过程中，加强对“三废”的再生利用，尽可能的使用可再生清洁能源，例如风能、地热等；在拆除过程中，对拆除的建筑材料进行综合处理，回收利用，变废为宝，以降低建筑垃圾的产生量。总之就是使建筑物能够在一个完整的生命周期内实现节能和环保。

1.2低碳建筑的发展现状

在低碳建筑方面，我国相较于西方国家起歩较晚,但是我们在借鉴国外低碳建设经验的基础上也建造了一批具有低碳建筑理念的高效节能建筑。

作为2008年北京奥运的主体育场，鸟巢的设计应充分体现可持续发展的思想，采用世界先进可行的环保技术和建材，最大限度地利用自然通风和自然采光，在节省能源和资源、固体废弃物处理等方面完全符合低碳建筑的理念。在鸟巢体育场内总面积8000平方米左右的足球场下埋着312口地源热泵系统井。这是利用井水冬暖夏凉的原理，通过地埋换热管达到节省能源的目的。鸟巢还是首次使用太阳能系统的大型体育场，12个安检棚上都安装了太阳能光伏发电装置，所产生的电力直接并入国家体育场的电力供应系统。在鸟巢的顶部设置了雨水的回收系统，雨水通过回收系统排到周边地下的6个蓄水池中，经过处理可以用于绿化、冲厕、消防，还可以冲洗跑道。每小时100吨雨水的处理能力和80吨回收水的生产能力使得“鸟巢”70%的供水都是回收水。

2010年在上海举办的世博会是中国在08奥运之后有一次向世界展示中国面貌的窗口，世博会的各类场馆在设计，使用以及后续的拆除的过程中也一直贯穿着节能减排的低碳理念。以中国馆为例，“斗冠”造型的中国馆不仅充分表现了中国文化的精气神，在设计的过程中不仅采用了先进的科技成果而且融入了节能减排的低碳理念。用四根立柱支撑的大厅是四周皆可通风的空间，充分利用了自然气流调节室内空气；门窗均采用的是LOW-E玻璃，可以反射阳光产生的热量，以降低内部的能源消耗。除此之外顶层还设有雨水收集系统，将雨水净化后作为冲洗用水。

与此同时，我们也可以看到，我国的低碳建筑主要集中在一些具有标志性建筑上面。对于建筑行业的大部分开发商来说，低碳仅仅还是一个概念，并未真正的投入应用，真正建成的低碳建筑还在少数，低碳建筑远未走进寻常百姓中。如果低碳技术不能在建筑市场中得到推广，那么建筑行业的节能减排潜力将得不到充分的开发。

2发展障碍分析

2.1社会认识问题

随着近年来生态环境的不断恶化，中国社会从顶层设计到基层民众已经逐渐意识到低碳环保的重要性。但是实事求是的说，相较于西方国家，中国社会的不论是节能环保意识还是参与程度都是非常低的，仍需继续关注。

2.1.1政府关注度不高

首先政府应加强对低碳材料的开发，对低碳技术的研究的支持力度。从我国现行的国家体制来看，不管是在制度的制定、创新方面，还是政策的推广、宣传方面，政府均扮演着不可替代的角色。但是目前来看，一些地方政府对于低碳建筑的关注度不够，没有能够在低碳建筑的推广上发挥主导性作用，延缓了低碳建筑的发展。

2.1.2社会公众意识薄弱

公众的低碳意识尚未建立，低碳生活并未成为普遍的生活方式。虽然从最近各地发生的环境事件可以看出，越来越多的环境问题受到公众的关注，关注的层面也日益广泛。但是，与此同时，我们也可以看出公众多是在自身的权益遭到侵犯的情况下才被迫的参与环境保护，参与的主动性差。从参与动机上来看，公众参与环境问题也多是为了捍卫自身的权益，对于需要花费一定精力的公益低碳环保活动则鲜有人问津。这也使得低碳建筑的推广普及具有一定的难度，因为公众可能更偏爱于短期效益和经济效益明显的传统建筑，而忽视具有巨大社会效益和环境效益的低碳建筑。

2.2政策机制问题

从本世纪初至今，我国一直在宣传节能减排的概念，在建筑行业也出台了一些节能减排的具体措施，这些措施也取得了一定的成效，但是这些措施主要是针对“贫油、少气、多煤”的能源结构问题[3]。政府并没有出台相关的政策来促进低碳建筑的发展。

2.2.1政策体系的不健全

相较于西方国家，低碳建筑在我国的发展刚刚迈出第一步，系统的发展政策体系尚未形成，相应的法律法规也不是很健全，而且低碳与否的评定标准也尚未实现统一，导致低碳建筑的市场比较混乱。一些开发商打着低碳建筑的幌子招摇撞骗，严重损害了消费者的权益，进一步降低了消费者对低碳建筑的认可度[4]。与此同时也对真正的低碳建筑的开发商造成了严重的冲击，挫伤了企业对于低碳建筑的开发积极性，阻碍了低碳建筑的发展。

2.2.2机制的缺失

首先是激励机制，国家并没有针对低碳建筑的激励政策，使得企业发展低碳建材，建造低碳建筑的动力不足，对低碳建筑的推广起到了一定的阻碍作用。其次是监督机制，当前，针对建筑在施工、使用以及拆除过程中的能源消耗及碳排放量的监测，我国并没有完善的监测系统,这也为低碳建筑的评定带来了一定的困难。最后是处罚机制，我国尚未形成一套系统的的处罚办法，对建筑耗能大户缺乏有效的制约办法。由此可见，要想促进低碳建筑的健康、快速发展，急需政府出台相应的激励机制，完善监督机制和处罚机制。

2.3技术问题

2.3.1技术落后，研发能力不足

我国的科技水平在整体上落后于西方国家，这严重制约着我国低碳建筑的发展，随着工业化和城镇化的快速推进，为了满足国家经济建设的需要，进行了大量的基础设施的建设。但是这些大型的基础设施的建设大都缺乏先进的低碳技术，并不能有效的降低温室气体的排放，依旧依靠消耗大量的能源作为生产的动力，势必会排放更多的温室气体。当前，我国不论是在发展清洁能源发面，还是在治理污染方面都落后于发达国家。更为严重的是，由于政府不够重视，导致科研人员研究热情也不是很高；另一方面由于低碳建筑包含建筑、能源、材料等多学科的内容，专业人才非常缺乏。最终导致了低碳建筑的研发能力不强。此外，低碳技术得不到有效的扩散也是阻碍其发展的又一关键因素。为了充分发挥低碳技术的经济和社会效益，必须使其得到普遍的应用。而目前，在我国 科研能力的不足、缺乏相应的专业人才以及没有完善的技术转让政策和法律都成为了推广低碳建筑的阻碍因素。

2.3.2纵向研究不够深入

目前而言，低碳技术的研发主要集中在新技术的发明，新的节能材料的开发，而忽视了对某一低碳技术或者低碳建材的纵向研究，不能采取有效措施来降低低碳技术或者低碳建筑材料的成本。这就导致了低碳建筑的初始投资过大。对开发企业而言，低碳建筑的利润率相对就会比较低，因此，开发商将采用最直接的提高房价的方法来扩大利润空间，进而导致目前的低碳建筑价格普遍偏高，一定程度上限制了用户的范围，使得低碳建筑得不到市场的认可。要想使低碳建筑取得长足的发展，获得市场认可是必须解决的关键问题。

2.4投入不足

低碳建筑在我国刚刚迈出第一步，不论是低碳技术的研究还是低碳建材的开发都与西方国家存在一定的距离。但是，目前而言，政府、企业对低碳建筑的资金投入都不足，使得低碳技术的研发受到一定的限制，低碳建筑材料的开发不能取得长足进步，已经不能满足低碳建筑对其的要求。另一方面由于投入有限，低碳建筑的配套设施没有得到建立，比如对于低碳建筑不能建立相应的碳排放监测系统[5]，导致其在后期运营过程中不低碳，使得低碳建筑的社会环境效益得不到充分的体现，失去了示范效应，甚至起到相反效果。

由于前期投入不足，导致低碳技术引进成本较高、低碳建材的发展缓慢和低碳建筑的运营缺乏必要的约束，都严重阻碍了低碳建筑的发展。

3实现途径

如前文所述，低碳建筑就是在其完整的生命周期内，不仅要满足其使用功能，还要实现对能源的高效率的利用并且对环境的影响也降到最低。因此，要想真正的实现建筑的低碳化，必须对建筑的整个生命周期内进行低碳化才能实现能源的高效利用，才能将其对环境的影响降到最低。生命周期的基本含义可以理解为从出生到消亡的过程。以一个特定的产品为例， 它完整的生命周期一共包括了生产过程、流通过程、使用过程以及最后的废弃处理过程[6]。针对建筑的自身特点，其完整的生命周期主要包括：目标形成、实体形成、建筑物的运营以及最后的拆除。要想最大限度的降低碳排放量就不能忽视任何一个阶段所产生的二氧化碳对建筑低碳性能的影响。

3.1目标形成阶段

目标形成阶段主要包括项目的筹划、设计。在进行项目的筹划的过程中要综合考虑城市的整个规划，对于一些大型的基础设施的建设一定要具有一定的前瞻性，不能只看眼前利益，要使其不仅满足现有的发展水平的使用要求，还要满足城市若干年后的发展需求，尽可能的延长其使用寿命，从而降低项目的相对碳排放量，这就要求在项目的策划阶段要对其可行性、经济性以及社会效益、环境效益进行充分的论证，不能盲目进行。在项目的设计过程中，包括了建筑、结构、施工、环境、能源等多个学科。这就要求在进行项目设计的过程中，各个部门之间不可各自为战，一定要密切合作，加强沟通，保证建筑的低碳化顺利进行。

前文已述，低碳建筑不仅仅是要降低碳排放量，更为重要的是要进行清洁能源的开发利用。所以在目标形成阶段就要确定建筑的节能方案，只有这样才能在设计的时候综合考虑，才能使建筑的低碳化过程顺利进行。节能方案的确定一定要遵循因地制宜的原则，切不可照搬照用。比如在我国北方，冬季时间较长，暖气的能耗所占比重较大，所以就要加强建筑的保暖功能，降低热量的耗散，提高能量的利用率；在我国南方，针对日照时间较长的特点，可积极开发太阳能的利用装置，提高太阳能的利用率；在我国西北等水资源比较缺乏的地区，广泛推广雨水收集装置更能得到民众的认可，推动低碳建筑的发展。

3.2实体形成阶段

在目标形成之后，只有将目标转化为实体才能真正实现建筑的低碳化。各类建筑材料则是构成建筑的物质基础，因此要想实现建筑项目的低碳化，实现建筑材料的低碳化是关键，具体来说,低碳建材是指不论是在材料的生产、加工过程还是在最后的运输、安装过程均要实现低能耗,并且还应符合建筑物在运行过程中的低碳要求[7]。目前，建筑材料主要有混凝土、钢材、砌块等，按照传统的生产工艺进行生产，均要消耗大量的不可再生的资源，并造成大量的二氧化碳的排放。例如:1500公斤铁矿石、225公斤石灰石、750公斤焦煤和150吨水方能生产出来一吨钢材,与此同时还要排放约1.6—2.0吨的二氧化碳,约0.52—0.7公斤的粉尘[8]。所以目前不仅仅要积极研发新型的清洁能源，同时也要重视对传统建材的研究，改进其生产技术，降低其在生产过程中的碳排放量，使传统建材低碳化；另一方面，要采取一定的措施积极鼓励生产企业进行低碳建筑材料的生产，使低碳技术得到普遍的应用。

要想最大限度的降低建筑材料的碳排放量，仅仅关注建材的生产是远远不够的，建材在运输过程中也会导致大量的二氧化碳的排放。例如:根据相关统计显示,台湾部分地区原石材料的生产过程中将产生3.9kg/m3的碳排放量,而在运输过程中这一数值高达68.43 kg/m3,是生产阶段的17.5倍[7]。因此，在进行材料选择的时候，应尽可能的使用当地的建材，尽量避免长途运输；在运输方式上，应尽量选用铁路运输的方式，充分利用铁路运输能耗低、运量大的优势，以降低建材在运输过程中的碳排放量。

3.3建筑物的运营阶段

建筑物的运营阶段是决定碳排放多少的最为关键的一个阶段。在这一阶段的影响因素主要包括业主的节能意识，能源设施的有效利用以及节能措施能否得到落实。首先，要增强业主的节能意识，除了依靠广泛的宣传之外，更有效地途径是使节能能为其带来真真切切的效益。对此，政府可以制定合理的补偿方式，对于能量消耗较低的业主给予一定的补偿或者减免能源的使用费用，能耗越低，相应的补偿或减免的额度就越高。采用这种经济手段一方面提高业主节约能源的意识，并且主动采取必要的措施以降低能源的消耗；另一方面因为能源使用费用得到了一定程度的减免，降低了低碳建筑的使用成本，有利于低碳建筑的推广。

为了使能源设施能够得到有效利用，可以引进专门的商业能源服务公司参与到低碳建筑的管理中来[9]，将建筑内部的能源设施使用权以一定的方式转让给能源公司，在利益的驱动下，公司将充分开发能源设施的潜力，充分发掘低碳建筑的经济效益。在使用权转让的过程中要求能源设施产生的能源以低于市场价的价格优先供应业主，使业主能够分享低碳建筑产生的效益，这样除了实现双赢之外，还能使得低碳建筑的环保效应得到充分的发掘和利用。

此外，还要建立一定的监督机制，促使低碳建筑的低碳措施能够真正落实。同样利用经济杠杆的原理，将低碳措施的落实情况置于利益攸关方的监督之下，为了自身的利益，相关方面将促使低碳措施落到实处。

3.4拆除回收阶段

拆除阶段的低碳化主要是指加强对废旧建材的分类处理，加强建材的回收再生产，实现循环使用。当前，城镇化建设正在我国如火如荼的展开，大量的旧有建筑不得不面临被拆除的命运，随之而产生了数量巨大的建筑垃圾，目前我国对建筑垃圾的处理方式基本上都是露天堆放或者填埋，不仅造成了资源的浪费还对环境产生了严重的污染，不符合低碳理念[10]。因此要实现这一阶段的低碳化就必须提高废旧建材的回收循环利用率，这就要求：第一，加强对废旧建材回收利用的研究，保证回收的建材的性能在使用上具有一定的可靠性；第二，建筑物在拆除的过程中能够按照一定的程序，为建材的分类回收提供便利；第三，通过免税、补贴等方式提高建材回收利用的利润率，促进民间资本流入到建材回收这一行业中，使得建材回收市场化。通过对建筑垃圾的综合利用，一方面降低了垃圾处理产生的碳排放量，另一方面也降低了新材料生产所造成的碳排放量。

4结语

低碳建筑在我国刚刚迈出第一步，整个社会还没有充分认识到发展低碳建筑的紧迫性，保障低碳建筑良好发展的政策机制也不够健全，技术水平也比较落后。由此可见，低碳建筑的日后发展将面临一系列的困难与挑战。

为了真正的实现建筑的低碳化，必须对建筑的整个生命周期内进行低碳化才能实现能源的高效利用，才能将其对环境的影响降到最低。在项目的筹划、设计过程中具有一定的前瞻性，加强各个学科的联系，因地制宜的制定节能方案；而在项目的建造过程中注重使用低碳建材，尽可能的使用当地建材，减少建材的运输；在项目的运营过程中，注重提高业主的节能意识、节能源设施的有效利用以及节能措施的充分落实；在最后的拆除回收阶段，加强对废旧建材的分类处理，加强建材的回收再生产，实现循环使用。

参考文献

1孔祥姝，纪 明.中国低碳建筑发展的对策研究[J].吉林水利，2013(5)：23-26.

2杨璐溪.发展低碳建筑的途径研究[J].科技致富向导，2011(3)：28-32.

3曹小琳,柳云状.我国发展低碳建筑的障碍因素及对策研究[J].建筑经济,2010(3)：115-117.

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5姜虹，李俊明.中国发展低碳建筑的困境与对策[J].中国人口·资源与环境,2010，20(12)：72-75.

6何清华.陈发标.建设项目全寿命周期集成化管理模式的研究[J].重庆建筑大学学报，2001，23(4)：75-80.

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8汤景舟.强化建筑节材措施实现节能减排目标[J].武汉建设，2008(1)：24-25.

9赵黛青，张 哺，蔡国田.低碳建筑的发展路径研究[J].建筑经济，2010(2)：47-49.

10杜博.建筑垃圾回收网络体系及模型构件[D].南京：南京工业大学，2012.

The Research on the Development Obstacles and
the Realization ways of Low-carbon Buildings

LEI Qingguan， LI huashuang

(Shool of Civil Engineering, Anhui Jianzhu University, Hefei 230601, China)

Abstract:In recent years, faced with deteriorating environmental conditions and the growing energy crisis, the concept of low carbon economy, low carbon life arises at the historic moment. In the construction field, the development of low carbon buildings will be the trend of the times, but the low carbon building development is relatively slow. In the paper, we demonstrate the necessity of the development of low carbon buildings at first and then analyzed comprehensively the obstacle factors for the development of low carbon buildings. Finally, the paper puts forward some suggestions to realize low carbon according to the characteristic of different stage of life cycle of buildings.

Key words:Low carbon buildings; development obstacles；realization ways

作者简介：雷庆关(1963-)，男，教授，主要研究方向为工程抗震。

DOI：10.11921/j.issn.2095-8382.20150616

中图分类号：TU-023

文献标识码：A

文章编号：2095-8382(2015)06-078-05

收稿日期：2015-09-10

基金项目：安徽省教育厅人文社科重点项目(SK2014A209)；安徽省教育厅人文社科一般项目(SK2015JD01)