在建筑項目全生命周期一直存在著碳排放，建筑全生命周期的碳排放是建筑物在與其有關(guān)的建材生產(chǎn)及運輸、建造階段、運行階段、以及拆除階段產(chǎn)生的溫室氣體排放的總和（以二氧化碳當量表示）。稱之為「隱含碳」和「運營碳」。

「運營碳」是運營建筑物消耗能源而排放的碳，包括直接或間接用于供暖、供電的化石燃料燃燒所產(chǎn)生的碳排放。

「隱含碳」是建筑物整個生命周期中與材料和施工過程相關(guān)的碳，包括建筑材料制造、運輸、安裝、維護和處置過程中產(chǎn)生的含碳的溫室氣體排放。也就是《2022中國建筑能耗與碳排放研究報告》中提到的占比更高的（28.2%）建材生產(chǎn)階段的碳。

▲  建筑項目全生命周期

從上圖中，建材生產(chǎn)為A1~A3階段；施工過程為A4~A5階段；運營和維護為B1~B5階段；拆除和處置為C1~C4階段。

用公式來表示：

建筑物的隱含碳 = 建材生產(chǎn)（A1~A3）+ 建設(shè)過程（A4~A5）+ 使用（B1~B5）+ 拆除和處置（C1~C4）

建筑物的運營碳 = 運營（B6~B7）

▲  隱含碳、運營碳的產(chǎn)生階段

降低運營碳，從設(shè)計角度來說，可以用高效的機械設(shè)備，采用光伏等可再生能源，使用可回收的雨水，采用節(jié)能性能更好的圍護墻體，去減少運營中產(chǎn)生的碳排放。

在國內(nèi)，政府頒布了非常多的一些節(jié)能法案，不斷提高我們的節(jié)能標準，所以讓我們的運營過程中的碳排放正在逐漸的降低。

幕墻降低運營碳的方式：

• 優(yōu)異的保溫隔熱性能的維護結(jié)構(gòu)；

• 外立面遮陽；

• 超低能耗外窗、超低能耗玻璃幕墻；

• 采用BIPV，建筑立面、屋面設(shè)置光伏板，選用高效光伏發(fā)電組件，可提供電量。

  
  

建筑降低運營碳的方式：

• 熱水系統(tǒng)采用空氣源熱泵；

• 項目功能房間照明燈具均采用LED燈具等節(jié)能型燈具，采用智能照明控制系統(tǒng)；

• 自然通風；

• 天然采光；

• 屋頂綠化；

• 智能化管理系統(tǒng)。

隱含碳不同于運營碳，運營碳排放來自建筑建成后運營中的化石能源消耗，例如建筑物的加熱、冷卻、通風、照明和電源插頭負載所需的電力和天然氣等。運營碳排放可以隨著建筑節(jié)能改造及可再生能源的使用而減少，而隱含碳伴隨建筑的建造完成，就已經(jīng)鎖定了。

在聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署《2022年全球建筑建造業(yè)現(xiàn)狀報告》中提到：盡管隱含碳對全球溫室氣體排放有重大貢獻，但在減少建筑排放的戰(zhàn)略中，隱含碳一直未得到充分解決。大多數(shù)建筑規(guī)范和法規(guī)都涉及降低運營碳，如照明、或冷卻室內(nèi)環(huán)境所需的能源，但通常不要求計算隱含碳，即材料的提取、制造、施工、維護和廢棄處置過程中的排放，隨著市政電網(wǎng)走向電氣化，建筑運營變的越來越高效，而材料中隱含碳并沒有特別好的被降低或者是被人去重視。

建筑中，主體結(jié)構(gòu)的隱含碳占比最大，也是隱含碳減排的重點。幕墻的隱含碳排放，大約占整個建筑生產(chǎn)建造階段的10%~20%。幕墻的隱含碳關(guān)鍵在于材料的選擇，應(yīng)在設(shè)計早期進行碳評估，并確定幕墻的系統(tǒng)。

幕墻材料都有「隱含碳」，玻璃、鋁型材，從礦山采挖到工廠加工，再到施工現(xiàn)場安裝過程，后期建筑的使用及維護更新，最后到建筑生命周期結(jié)束的拆除都會產(chǎn)生碳排放。

▲  貫穿全生命周期的隱含碳來源

國內(nèi)幕墻的材料基本以鋁型材、鋼材為主，尤其鋁型材在整個的幕墻里面占了比較大的一部分，鋁型材在生產(chǎn)過程中會消耗大量的能源，鋁型材基本是通過電解鋁方式生產(chǎn)，而國內(nèi)80%以上的電廠用的是火電，從而導致在生產(chǎn)型材過程中消耗大量的能源，產(chǎn)生大量碳排放。

國內(nèi)在2019年頒布《GBT51366-2019建筑碳排放計算標準》中提及「碳排放因子」，生產(chǎn)1噸的電解鋁會產(chǎn)生2萬多公斤的二氧化碳排放量，所以鋁板鋁型材的碳排放量非常高。

相比較，鋼材的碳排放會低很多，玻璃的碳排放又比鋼材的碳排放低一些。

▲  建材碳排放因子

根據(jù)目前第三方建材碳足跡數(shù)據(jù)庫中的一些相關(guān)數(shù)據(jù)，不難看出，鋁及鋁制品的碳排放是鋼材的10倍，鋁板與石材碳排放差距也是巨大，石材屬于低碳材料，鋁材及鋁板屬于高碳材料。陶板、玻璃、UHPC、GRC的碳排放量在金屬、石材之間。

▲ 幕墻門窗常用建筑材料的碳排放因子

因此，可以總結(jié)出，建筑材料的碳排放因子與材料的用量決定了碳排放的多少。因而選擇碳排放因子小的材料是設(shè)計師的考量，而改善生產(chǎn)工藝，降低建材的碳排放因子則是建材生產(chǎn)商的關(guān)注點。

在建筑材料中，木材是一個非常低碳環(huán)保的材料，木材結(jié)構(gòu)的碳排放量非常低，重型木結(jié)構(gòu)建筑是目前市場上熱門的可持續(xù)產(chǎn)品，這些木材經(jīng)過膠合，用于打造大型結(jié)構(gòu)梁，重型木材建筑物有明顯的減碳優(yōu)勢。

▲ 荷蘭SuperHub Meerstad Market項目

木材也可以作為幕墻體系的龍骨或者裝飾材料，可以大大的幫助建筑外立面減少碳的排放。

▲ 木龍骨幕墻

那么，如何計算建筑幕墻「隱含碳」排放？

按照國內(nèi)的建筑碳排放計算的標準《GBT51366-2019建筑碳排放計算標準》，我們在幕墻設(shè)計階段計算幕墻的碳排放量，需考慮：建材生產(chǎn)階段碳排放，建材運輸階段碳排放、以及拆除階段的碳排放。

▲  建筑生產(chǎn)階段碳排放計算

▲ 建筑運輸階段碳排放計算

以一棟辦公樓為例，在設(shè)計初期就要考慮建筑幕墻全生命周期的隱含碳計算。幕墻可能會有石材幕墻、玻璃幕墻、金屬板幕墻等多個系統(tǒng)，再分別計算每一個幕墻系統(tǒng)的碳排放。

如石材幕墻系統(tǒng)，每平方米幕墻材料用量分別是多少？根據(jù)“建材數(shù)量 X 該建材碳排系數(shù)”，分別計算石材占了多少碳排放？鋼龍骨占了多少碳排放？巖棉占了多少碳排放？把一座建筑的碳排放逐點拆分，看某一個幕墻體系的碳排放。

在幕墻方案設(shè)計時，需要將不同幕墻系統(tǒng)的碳排放對比，如對玻璃幕墻系統(tǒng)，分別對單元式幕墻、框架式進行分析。如果做單元式幕墻，會含有多少的鋁合金的成分，會有多少的巖棉，會有多少的玻璃，最后把生產(chǎn)建造過程中的碳排放計算出來。如果是采用框架式幕墻，幕墻則會有多少的碳排放。

行業(yè)人員這里應(yīng)該能夠看出，單元幕墻的鋁型材含量高，它的碳排放會比較多。如果采用框架式的幕墻體系，他的碳排放會相對比較小。

所以建筑幕墻的碳排放需要采用全生命周期和系統(tǒng)思考方法，思考隱含碳加上運營碳，整棟建筑幕墻碳排放降低還是增加。如低K值節(jié)能幕墻，更低的K值可以在運營階段減少運營碳，但是鋁合金型材的材料使用量加大會帶來隱含碳增加，那么對于整個建筑的碳排放來說，需要綜合考慮在降低K值的過程中，如果避免隱含碳的提高，綜合判斷建筑的運營碳和隱含碳。

▲ 近零碳建筑（中建濱湖設(shè)計總部）