基于绿色档案馆建筑评价框架体系的碳排放研究探讨

　　文/高宸

　　绿色档案馆建设倡导在全生命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，其精神实质是践行习近平生态文明思想的具体体现，是“3060”国家重大战略目标在档案行业的具体实践。绿色档案馆建筑评价框架体系综合考虑了《档案馆建筑设计规范》中建筑设计、档案防护、建筑设备等方面的相关要求，是绿色档案馆建筑技术逐步完善和系统化的结果，是将所涉及的碳排放问题整合到从建材生产、运输、施工、运行、资源利用、垃圾处理、拆除直至自然资源再循环的整个过程。伴随《关于推动能耗双控逐步转向碳排放双控的意见》的出台，加强在绿色档案馆建筑评价框架体系下的碳排放研究方向显得尤为重要。

　　档案行业碳减排面临形势

　　根据中国建筑节能协会发布的《2022年中国建筑能耗与碳排放研究报告》显示，我国建筑全过程碳排放总量占全国碳排放的比重为50.9%。档案馆建筑是公共建筑的重要组成部分，其体量在我国建筑领域具有不可忽视的地位。按照“2022年度全国档案主管部门和档案馆基本情况摘要”统计，全国各级综合档案馆总建筑面积1536.1万平方米，单位面积碳排放强度按照每平方米58.6千克二氧化碳计算，全国各级综合档案馆每年碳排放强度约为90万吨。2021年，国家机关事务管理局、国家发展和改革委员会联合印发了《“十四五”公共机构节约能源资源工作规划》，要求“在2020年的基础上单位建筑面积能耗下降5%、碳排放下降7%，有条件的地区2025年前实现公共机构碳达峰、全国公共机构碳排放总量2030年前尽早达峰”。经计算，“十四五”期间全国综合档案馆每年二氧化碳排放量共需要减少6.3万吨，但是由于档案安全保管环境的特殊要求、档案征集工作覆盖范围的逐年扩大以及档案功能用房面积需求增多，档案馆在建设以及维护过程中消耗的能源资源呈现不断增长的趋势，碳减排工作面临形势不可小觑。

　　LCA模型

　　生命周期评价（Life Cycle Assessment，即LCA）是一种评估产品整个生命周期所使用的环境影响和资源的工具。LCA模型具有全面、系统地反映产品完整生命过程的影响效果的特点，这一点与档案馆建筑生命周期完美契合，LCA模型可以全面评估绿色档案馆建筑在其生命周期内的能源消耗、环境影响以及资源利用等方面的情况，有助于了解其低碳性能。本文将绿色档案馆建筑全生命周期划分为规划设计阶段、建材（生产、运输及回收）阶段、施工建造阶段、运营维护阶段与拆除报废阶段。在各阶段内，相关活动消耗的能源、材料等引起的温室气体排放和可再生能源及绿地系统的“减”碳影响均纳入碳排放计算范围。从全生命周期的角度对绿色档案馆建筑碳排放进行研究，可以将单一的、孤立的阶段有机地结合起来，对各阶段的碳排放边界以及各阶段的碳排放源进行界定，计算碳排放量，同时提出节能及碳减排的方法。

　　绿色档案馆建筑碳排放影响因素

　　影响绿色档案馆建筑全生命周期过程中碳排放的因素有很多，通过一定的方法和手段就可以对各因素进行分析和识别，这样才能实现有针对性地控制。绿色档案馆建筑的全生命周期各阶段是一个有机整体，相互联系、影响、密不可分。因此，研究绿色档案馆建筑碳排放不能仅局限于某一阶段的影响，而应着眼于整个全生命周期，从而使评价指标体系更客观，更具有参考价值。

　　规划设计阶段。影响碳排放因素包括：一是选址，档案馆场地的选择要结合建筑周围的环境，比如采光、水源、建筑通风等，这些都决定着建成后的档案馆室内环境质量。同时还要考量地质条件优劣、基础设施完备、交通出行便利等因素。二是容积率，容积率过低会造成资源浪费，容积率过高会对档案馆建筑的采光及通风产生影响，为满足档案馆功能房间特定需求而增加能耗。三是水资源利用，既要考虑节水系统和节水设备的设置，还要在提高用水效率的同时提高水资源的回收循环利用率。四是构造系统特性，构造系统的差异性对碳排放量的影响巨大，可重点考虑墙体、屋面、遮阳等，其中还要注重节能系统的设计、能源计量与监测系统的设置等。五是材料选择，这方面需考虑材料的使用寿命、新型环保材料的使用、材料的回收利用、清洁能源和可再生能源的使用等方面。

　　建材（生产、运输及回收）阶段。影响碳排放因素包括：一是档案馆建筑材料及设备选型，这一部分主要是对建筑材料进行生产加工时，建筑材料本身及耗能所释放出的二氧化碳，所以要多使用环保材料，同时考虑材料的使用寿命及回收利用的可能性。二是档案馆主体结构分部工程，这部分涉及混凝土、模板、钢筋三项分项工程。其中，原料消耗、设备耗能为两大主要影响因素。三是运输方式，此过程的碳排放来源有两个，即运输过程中建筑材料的损耗和运输工具能源的消耗，合理有效地选择运输方式可以避免大量能源浪费。

　　施工建造阶段。影响碳排放因素包括：一是人员耗能，包括管理类能耗和生活类能耗，管理类能耗包括施工现场人员用来保证项目正常运作的能源消耗，生活类能耗主要包括生活区及公共服务区的水、电及各种能源消耗等。二是地基与基础分部工程，原材料、运输设备、施工机械、施工照明系统、施工过程中废气废水排放等都是影响绿色档案馆建筑碳排放量的因素。三是装饰装修分部工程，涉及外墙保温工程、吊顶工程、轻质隔墙工程、涂料涂饰工程、楼地面防水工程、饰面板工程、裱糊与软包工程、细部工程等。

　　运营维护阶段。影响碳排放因素包括：一是低碳管理，通常以增加绿化面积、规范用水用电计量、智能化管理、实行垃圾分类处理等手段为主。二是材料资源合理利用，在满足功能、质量等要求的前提下，尽可能考虑材料耐久性好的，避免因人为原因或材料使用期限而频繁地更换建筑材料。三是能源有效利用，包括能源的使用量、能源的使用效率、清洁能源的使用等。

　　拆除报废阶段。该阶段是将废弃档案馆旧建筑进行切割和破碎，并对废弃物进行清理的过程。应根据不同档案馆建筑的特点和现有拆除机械和技术水平选取合适的拆除方式，如混合结构的档案馆建筑拆除方案通常为逐层拆除法，框架结构的档案馆可采用逐层拆除法、多层拆除法、爆破拆除法等。碳排放影响因素包括：一是为提高建筑废弃物的可回收利用率，降低建筑垃圾的产生，需采用科学合理的拆除方法。二是将拆除物分类进行回收，处理后再次利用，比如拆卸下来的木质材料则可通过压缩形成新的板材从而实现再利用。

　　绿色档案馆建筑碳排放核算

　　碳排放核算工作是绿色档案馆建筑实现档案行业领域碳达峰碳中和目标的刚性需求。通过精准计算档案馆建筑全生命周期的碳排放，可以使计算数据更加具有准确性，更好地为档案馆建筑工程中各环节的低碳施工技术和管理的改进提供参考。从覆盖范围来讲，碳排放核算有狭义和广义之分，狭义碳排放仅仅指的是档案馆建筑运营阶段的碳排放，而广义碳排放的范围正如上文所讲是涵盖档案馆建筑全生命期的过程，包括建材生产、施工建造，以及运行维护、拆除报废等多个环节。本文探讨的是广义的碳排放核算。目前，主流的可应用于绿色档案馆建筑的碳排放计算方法有碳排放因子法、物料分析法、投入产出法、实测法等几种，但在实际应用中物料分析法、投入产出法、实测法因实际操作工作量较大，对测量仪器精度要求较高，数据获取较困难等因素影响采用相对较少。而碳排放因子法是通过对各项能耗清单数据进行统计分析后，再乘上对应的碳排放因子而计算得出碳排放数值，在算法上更显得易操作和高效，更适合于绿色档案馆建筑的碳排放核算。

　　碳排放因子是指在正常技术经济和管理条件下，生产单位产品所产生的碳排放量的统计平均值。针对不同阶段不同对象，碳排放因子又可细化分为能源碳排放因子、运输碳排放因子和建筑材料碳排放因子。对于绿色档案馆建筑而言，碳排放因子数值除了可获取或者计算得到各类能耗等活动数据外，也是得以具体量化的重要数据的保证。绿色档案馆建筑在实际选用碳排放因子数值的来源时，主要依据《IPCC国家温室气体清单指南》、《建筑碳排放计算标准》（GB/T51366—2019）、中国生命周期基础数据库等成熟且权威数据库的碳排放因子。

　　规划设计阶段碳排放核算。在该阶段，由于参与设计档案馆的各类人员活动的需求，有使用车辆、电子设备等物品的需求，从而消耗了一定量的能源，导致了碳排放产生。规划设计阶段碳排放计算还是应以档案馆建筑的全生命周期过程为基础，对档案馆建筑进行整体碳排放量化评估。该阶段得出的碳排放数值不仅有利于发现碳排放量大的环节并及时调整，也有利于把控档案馆建筑产生的碳排放对环境的整体影响，以确保用较优的方案来减少绿色档案馆建筑碳排放的产生。

　　建材（生产、运输及回收）阶段碳排放核算。该阶段碳排放应为建材生产阶段与运输阶段碳排放之和，扣除建材回收的减碳量。生产阶段的碳排放核算范围包括档案馆建筑主体结构材料、围护结构材料、构件和部品、粗装修用材料等，具体包括钢筋、水泥、混凝土、墙体材料、保温材料、玻璃、铝型材、瓷砖、石材、防水卷材等20多种类别，在计算的时候要求主要建筑材料的总重量不应低于档案馆建筑所耗建材总重量的95%，其中重量比小于0.1%的建筑材料可不计算，且应根据每种主要建材的消耗量和其碳排放因子确定。运输阶段碳排放计算理论上应包括：建材从生产地运到施工现场的运输过程，建材运输过程所耗能源的开采、加工及运输工具的生产，运输道路等基础设施的建设等阶段。回收阶段碳排放量计算应根据主要建材消耗量、回收因子、可回收率、运输方式、运输因子、运输距离等因素确定。

　　施工建造阶段碳排放核算。该阶段的能耗是在档案馆建造阶段各种施工机械、机具和设备使用的能耗，主要由两部分组成：一是构成工程实体的分部分项工程的建造能耗，二是为完成工程施工，发生于该工程施工前和施工过程中技术、生活、安全等方面非工程实体的各项措施的能耗。如果该阶段缺少必要的数据，也可采用经验公式法进行计算。具体算法可参考广东省住房和城乡建设厅《建筑碳排放计算导则（试行）》及其编制过程中引用的文献资料，该方法可便捷地通过经验公式估算建筑建造阶段的单位面积碳排放，再结合建筑面积计算出档案馆整个建造过程的碳排放总量。

　　运行阶段碳排放核算。该阶段的碳排放量涉及暖通空调、生活热水、照明等系统能源消耗产生的碳排放量及可再生能源系统产能的减碳量、建筑碳汇的减碳量的计算。在建筑碳排放边界将上述各类型的能量消耗进行换算并汇总，最终获得总碳排放量。建筑碳汇主要来源于建筑红线范围内的绿化植被对二氧化碳的吸收，其减碳效果应该在碳排放计算结果中扣减。建筑碳汇的减碳量受气候、生长环境、绿植种类、维护情况等因素影响，计算方法可参照国家林业和草原局印发的《竹林项目碳汇计量与监测方法学》《造林项目碳汇计量与监测指南》等标准文件。可再生能源系统包括太阳能生活热水系统、光伏系统、地源热泵系统和风力发电系统。比如光伏系统，其发电量是动态变化的，太阳能资源逐时变化，且系统效率也受资源因素的影响，在设计阶段可以通过太阳能资源情况、系统形式等信息计算其发电量。

　　拆除报废阶段碳排放核算。该阶段碳排放主要是拆除设备及运输设备将档案馆建筑分解过程产生的能耗，是建筑建造的逆过程。拆除方式主要有机械拆除、人工拆除、爆破拆除以及静力破损拆除等。碳排放的来源有5种可能：管理过程中机械设备能源消耗、机械台班消耗、人工消耗、废弃物自身所产生的、爆炸物所产生的，在对前三类碳排放来源进行计算时，通过档案馆工程项目建设清单及预算书可以获取机械设备台班数量的数据和管理过程中所消耗的工日数量，再结合设备自身的能耗参数就可计算出机械设备的能源消耗量。对于后两类碳排放来源的计算，在确定了爆炸物消耗量和废弃物填埋量的情况下，先分析废弃物和炸药的构成成分，然后测定各组成部分所占比例及每组分的含碳量，之后便可计算出爆炸物和废弃物自身所产生的碳排放量。但在实际运营期间，在时间上档案馆建筑未到达废弃处理阶段，无法统计废弃处理过程各类能源资源实际消耗量，所以该阶段碳排放计算也采用估算的方式进行。

　　绿色档案馆建筑碳排放未来研究方向

　　从行业层面看，为适应新时期绿色发展需求，不仅要加大档案馆建筑碳减排力度，还应从快速发展模式逐渐转为高质量的低碳发展，以有效降低档案馆建筑发展日益造成的环境和资源压力。在绿色档案馆建筑碳排放研究领域，未来的研究可以着眼于以下方面：

　　一是绿色档案馆建筑全生命周期碳排放核算方法及评估体系亟待完善。碳排放核算不是一套简单的公式，目前，碳排放核算方法和评估体系存在着差异，尤其是适用于档案馆建筑的标准和规范还不够完善，甚至缺失，无法为档案馆碳减排提供有效帮助。为加强对绿色档案馆建筑的设计、建造和运营提供指导，未来可以在针对绿色档案馆建筑全生命周期各个阶段的碳排放核算方法以及建立科学、全面、可操作的评估体系方面加强研究。

　　二是绿色档案馆建筑碳排放与周边环境影响因素的关系研究。绿色档案馆建筑的碳排放与周边环境影响因素之间的关系是错综复杂的，其中可能涉及能源利用、自然环境、材料选择等方面。为实现绿色档案馆建筑的可持续发展提供可靠实用的理论支撑，可以在这些影响因素和机制等方面深入研究。

　　三是绿色档案馆建筑碳排放如何融入整体城市规划和区域规划。绿色档案馆建筑既要考虑建筑自身的节能减排，也要与所在地城市规划、区域规划相结合，实现城市和区域的全面可持续发展。可以在绿色档案馆建筑与整个城市规划、区域规划的协调发展模式和路径上进行探讨，为实现绿色档案馆建筑的普及和推广提供实践经验。

　　四是绿色档案馆建筑碳排放与其他环境问题的比较研究。绿色档案馆建筑碳排放问题只是环境问题的一个重要方面，未来可以进一步比较研究绿色档案馆建筑碳排放与其他环境问题的异同点，如水污染、空气污染等，为制定更加全面、有效的环境政策提供参考。

　　五是绿色档案馆建筑碳排放研究方法和技术的创新。当前的研究方法和技术在数据采集、处理等方面还存在局限性和不足。未来可以进一步拓展新的研究方法和技术并提高准确性和可操作性，为推动绿色档案馆建筑碳排放研究的深入发展提供技术支持。

　　作者单位：北京城建集团有限责任公司

　　责任编辑：王辉