“低碳住宅”的內(nèi)涵與建設(shè)發(fā)展的路徑研究

摘要：文章通過對“低碳住宅”的內(nèi)涵和特點的剖析，從理論和實踐上探討其發(fā)展的路徑，認為理論上需要借助全壽命周期管理的思想，尋找各階段“低碳”實施的可行性，貫徹“低碳”思想；實踐上則應(yīng)借助“住宅產(chǎn)業(yè)化”的實踐經(jīng)驗，實現(xiàn)“低碳住宅”和“住宅產(chǎn)業(yè)化”的相互促進，為大規(guī)模推行“低碳住宅”的建設(shè)而尋找到堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：“低碳住宅”；“住宅產(chǎn)業(yè)化”；全壽命周期；理論路徑；實踐路徑

一、 “低碳住宅”的內(nèi)涵與特點分析

1. “低碳住宅”的內(nèi)涵。低碳建筑是指在建筑材料與設(shè)備制造、施工建造和建筑物使用的整個生命周期內(nèi)，以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)，最大限度的減少溫室氣體的排放，為人們提供具有合理舒適度的使用空間的建筑模式。而低碳住宅則指低碳建筑中住宅這一子類，即人居建筑。

與綠色住宅、節(jié)能住宅等等相比，低碳住宅更偏重于強調(diào)能耗帶來的溫室氣體——二氧化碳的排放量問題。事實上，低碳住宅的概念涵蓋的范圍包括了住宅從早期的土地規(guī)劃、建筑材料、建設(shè)施工、交付使用等全過程，社區(qū)的物業(yè)管理也應(yīng)納入此范疇，不僅新建住宅可以追求低碳目標，老社區(qū)也可以通過改造，實現(xiàn)綠色節(jié)能，減少二氧化碳的排放。因此，“低碳住宅”所體現(xiàn)的是住宅具有全壽命期的可持續(xù)發(fā)展的特性，即節(jié)能減排，最大限度的減少碳源（溫室氣體的排放），同時增加碳匯（吸收消耗空氣中的二氧化碳），減少總的碳排量，進而減輕住宅對環(huán)境的負荷； 與自然環(huán)境的融合和共生，做到人與住宅及自然的和諧、持續(xù)發(fā)展；提供安全、健康、舒適的生活空間。

2. “低碳住宅”的特點。

（1）低碳設(shè)計。設(shè)計是實現(xiàn)住宅低碳的最關(guān)鍵、最基本的環(huán)節(jié)，包括規(guī)劃設(shè)計體系（如用地控制、朝向控制、日向控制、風(fēng)向利用、地形、地下、住宅選擇等）、建筑設(shè)計（如面寬進深控制、型體控制、層高層數(shù)控制等）、結(jié)構(gòu)選擇（如高強度結(jié)構(gòu)體系、混凝土大空間結(jié)構(gòu)體系、工業(yè)化預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)體系、砌體結(jié)構(gòu)體系等）。

（2）低碳用能。即實現(xiàn)低碳排放的同時，實現(xiàn)節(jié)能——節(jié)能減排，則住宅的能源供給與可再生能源系統(tǒng)需突破現(xiàn)有住宅用能技術(shù)的瓶頸，減少碳基燃料，使用可再生能源替代碳基能源。

（3）低碳構(gòu)造。即住宅在滿足其各組成部分使用功能，在構(gòu)造設(shè)計綜合考慮結(jié)構(gòu)選型、材料選用、施工方法、構(gòu)配件制造工藝，以及技術(shù)經(jīng)濟、藝術(shù)處理的同時能否實現(xiàn)“低碳”的問題，也就是使墻體、門窗、屋面、遮陽及樓地面等系統(tǒng)的構(gòu)造有助于實現(xiàn)減排。

（4）低碳運營。指的是在住宅的使用與維護過程中，住宅系統(tǒng)所體現(xiàn)出的“低碳”特性，如建筑設(shè)備、配電照明、運行管理等系統(tǒng)。

（5）低碳排放。這是“低碳住宅”的應(yīng)有之義，其所有的排放系統(tǒng)都實現(xiàn)了“碳”的減排甚至“零碳”排放。需要優(yōu)化給排水、再生水利用、綠化景觀用水、室內(nèi)外環(huán)境保護、垃圾收集處理等系統(tǒng)。

（6）低碳營造。在住宅的施工及裝修過程中，采用設(shè)計施工一體化技術(shù)、工業(yè)化集成裝修技術(shù)等，減少溫室氣體排放。

（7）低碳用材。這也是實現(xiàn)住宅低碳的基礎(chǔ)，即在廢棄材料循環(huán)利用、新型管材、新型墻材、保溫隔熱材料、新型防水材料、就地取材等方面，實現(xiàn)其提高效率和節(jié)約材料及資源的作用。

（8）增加碳匯。這是體現(xiàn)吸收消耗空氣中二氧化碳的能力，即通過綠化種植、屋頂與垂直綠化、坡地綠化等系統(tǒng)，盡可能增加住宅小區(qū)綠量，提高區(qū)域含氧量和負離子含量，從而增加碳匯。

二、 “低碳住宅”建設(shè)發(fā)展的理論路徑

1. 工程項目的全壽命周期管理思想。在傳統(tǒng)的項目管理模式中，開發(fā)管理（Development Management，DM）、業(yè)主方項目管理（Project Management on behalf of the Owner，OPM）和物業(yè)管理（Facility Management，F(xiàn)M）相對獨立，對業(yè)主方和運營方管理帶來種種弊端，如由于傳統(tǒng)管理模式中相互獨立的DM、OPM和FM針對決策階段、實施階段和運營階段分別進行管理，缺少對工程項目真正從全壽命周期角度進行分析，全壽命周期目標成為空中樓閣而無法實現(xiàn)；傳統(tǒng)管理模式中承擔(dān)DM、OPM和FM服務(wù)的專業(yè)工程師各自在本階段代表業(yè)主方或運營方利益提供咨詢服務(wù)。工程項目作為一個復(fù)雜系統(tǒng)，要實現(xiàn)全壽命周期目標，需要自決策階段開始就將各方的經(jīng)驗和知識進行有效集成，而傳統(tǒng)管理模式相互獨立的DM、OPM和FM很難做到這一點；傳統(tǒng)管理模式中DM、OPM和FM服務(wù)往往分別委托，很難對不同階段之間界面進行有效的管理和控制；傳統(tǒng)管理模式中DM、OPM和FM的相互獨立，造成全壽命周期不同階段用于業(yè)主方（運營方）管理的信息支離破碎，形成許多信息孤島或自動化孤島，決策和實施階段生成的許多對物業(yè)管理有價值的信息往往不能在運營階段被直接、準確地使用，造成很大的資源浪費，不利于全壽命周期目標的實現(xiàn)等等。現(xiàn)代工程項目的特殊性、業(yè)主角色和要求的變化、承包商介入工程的時間和角色的變化使工程項目管理向全壽命周期管理的模式轉(zhuǎn)變，在現(xiàn)代大量的工程管理實踐中，由于這些原因使得工程項目全壽命周期的意識得到了普遍增強。

工程項目的全壽命周期管理（Life Cycle Management，LCM）是順應(yīng)社會生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)水平發(fā)展到一定階段所必然出現(xiàn)的產(chǎn)物，是人類管理思想演變過程中出現(xiàn)的結(jié)果，也是人類為了更好地提高管理水平和管理效率而必然要采取的措施。工程項目的全壽命周期一般包括決策階段、實施階段和運營階段，如圖1所示。

建設(shè)項目的全壽命周期管理（LCM）是一種新型的管理模式，它將傳統(tǒng)管理模式中相對獨立的決策階段開發(fā)管理（DM），實施階段業(yè)主方項目管理（OPM）、運營階段物業(yè)管理（FM）通過集成化和統(tǒng)一化，形成一個新的管理系統(tǒng)。集成化主要是指在管理理念、管理目標、管理組織、管理方法、管理手段等各方面進行有機集成，而不是三個獨立子系統(tǒng)的簡單疊加。統(tǒng)一化是指管理規(guī)則和管理語言的統(tǒng)一，以及管理信息系統(tǒng)的集成化。業(yè)主方、運營方、開發(fā)管理方、項目管理方和物業(yè)管理方，運用公共的、統(tǒng)一的管理語言和規(guī)則及集成化的管理信息系統(tǒng)，實施建設(shè)項目全壽命周期目標。該目標是項目全過程的目標，它不僅要反映項目建設(shè)期的目標，而且要反映項目運營期的目標，是兩種目標的有機統(tǒng)一。

2. “低碳住宅”全壽命周期的建設(shè)發(fā)展路徑

（1）住宅項目的“低碳”決策。一個住宅項目實行“低碳”建設(shè)，決策階段的DM是關(guān)鍵，該階段又可以細化為前期決策、規(guī)劃設(shè)計兩個階段。其中前期決策階段是首要環(huán)節(jié)，建設(shè)方與相關(guān)咨詢單位對“低碳住宅”開發(fā)的必要性、技術(shù)可行性、經(jīng)濟和社會環(huán)境合理性進行分析論證，設(shè)定住宅的低碳目標，并對其進行市場調(diào)研、產(chǎn)品定位、技術(shù)經(jīng)濟分析，最后作出投資決策。比如可以根據(jù)項目所在的環(huán)境條件，選擇可再生能源的利用方式，確定住宅圍護結(jié)構(gòu)的性能指標、綠化方式等主要措施和控制指標等。“低碳住宅”的開發(fā)要求開發(fā)商從全壽命周期角度來設(shè)定“低碳住宅”目標，按此目標分階段要求實施低碳控制。

規(guī)劃設(shè)計階段是在項目目標的指導(dǎo)下，深入設(shè)計，為“低碳住宅”項目提供建設(shè)依據(jù)的設(shè)計文件和圖紙的過程，其設(shè)計涉及到環(huán)境、生態(tài)、建筑、能源、材料和設(shè)備等諸多方面。如可持續(xù)的場地規(guī)劃與設(shè)計，整體區(qū)域多綠地少硬化、鋪裝的規(guī)劃，節(jié)能墻體、低耗門窗、保溫屋面的節(jié)能設(shè)計，雨水收集系統(tǒng)和地?zé)峁┡到y(tǒng)等在住宅中的利用、節(jié)水設(shè)計等，都可以大量地減少因為加熱和冷卻所產(chǎn)生的CO2。如果在規(guī)劃設(shè)計階段對不注意住宅能耗的影響，在運營維護階段就會出現(xiàn)能耗大、室內(nèi)通風(fēng)采光不好及在拆除報廢階段部分建筑材料不能回收利用等現(xiàn)象。規(guī)劃設(shè)計階段是“低碳住宅”總目標實現(xiàn)的主要階段，使其具有可控和可操作，同時也為后續(xù)工作的進行做準備。

（2）實施階段的“低碳”技術(shù)與措施。建造施工階段是對設(shè)計的實施，是形成“低碳住宅”的實體階段，也是最終形成低碳住宅產(chǎn)品的重要階段。這一階段主要是通過質(zhì)量控制及減少施工能耗（如建筑垃圾、噪音、粉塵、材料及勞動資源浪費等）來實現(xiàn)，根據(jù)綠色施工要求，編制施工方案，可以通過施工工藝、施工技術(shù)方案及施工組織設(shè)計的合理安排，施工過程中的能源消耗是否合理，能否達到預(yù)期的質(zhì)量及建筑物的低碳節(jié)能要求，或能否做到施工過程中的人員、材料、機械的合理安排。如施工中可以采用鋼模鋼管架取代木模板木支撐，減少木材的使用量；采用滑模施工取代傳統(tǒng)的定型模板，減少模板的使用量和人員的勞動量；進行材料、設(shè)備選型時，優(yōu)先采用技術(shù)成熟、能源消耗低的材料和設(shè)備及當?shù)乜衫玫牟牧希M量使所有的建筑材料就地取材，減少外地采購材料的運輸耗能。同時在施工中要嚴格加強低碳建材的質(zhì)量控制，要注意目前低碳建材雖然有一定的發(fā)展和應(yīng)用，但是很多低碳建材市場還不規(guī)范，用非低碳建材冒充低碳建材，從而給低碳住宅的施工及使用留下隱患。

（3）住宅運營階段的“低碳”實現(xiàn)。住宅項目運營期包括運營維護和拆除報廢兩個階段，是住宅能耗大小的主要階段，包括業(yè)主的節(jié)能意識，對日常的維護管理，廢舊建筑材料、廢棄物和生活垃圾的回收和循環(huán)使用的技術(shù)發(fā)展等。如通過“低碳住宅”主體及設(shè)備的合理使用和定期檢修以保證其正常性能的發(fā)揮，同時倡導(dǎo)使用者具有低碳生活的理念，采用低碳生活方式（如減少水電消耗，分類處理回收固體垃圾，控制合理的室內(nèi)溫度等）。其中，維護與管理的水平對“低碳住宅”的運行影響最大，傳統(tǒng)的管理側(cè)重于對故障的維修處理，是一種被動式的管理，僅考慮經(jīng)濟性而很少考慮到設(shè)備設(shè)施的碳排放。“低碳住宅”要求的是低碳化管理，需要管理工作在項目的決策設(shè)計、施工建造等階段從全壽命周期的角度就提出建議進行主動管理。因此，在進行低碳節(jié)能設(shè)計時要盡量將維護管理人員介入到?jīng)Q策和設(shè)計階段或?qū)⑿畔⒎答佊谄渲校詮浹a決策與規(guī)劃設(shè)計人員不熟悉物業(yè)使用過程中能耗情況的不足，為運營管理階段的低碳排放打好基礎(chǔ)，達到優(yōu)化低碳節(jié)能設(shè)計方案的目的。社區(qū)的綠化建設(shè)也以低碳排放為指導(dǎo)，優(yōu)先選擇吸附二氧化碳能力較強的喬木、灌木和自然生態(tài)綠化，盡量減少使用人工草坪等吸附能力基本為零的綠化方式。在老社區(qū)在維護管理中可以通過一些低碳改造，實現(xiàn)綠色節(jié)能，減少CO2的排放。此外，對于“低碳住宅”的拆除報廢，要盡量做到廢舊建材的回收循環(huán)利用，減少生產(chǎn)材料時的碳排放。

三、 “低碳住宅”的實踐路徑及分析

1. “住宅產(chǎn)業(yè)化”及其實踐。“住宅產(chǎn)業(yè)化”（Housing Industrialization，HI）是為了推進住宅建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，努力實現(xiàn)優(yōu)化資源利用、提高資源產(chǎn)出，降低運行消耗，減輕環(huán)境壓力的目標而進行的住宅生產(chǎn)建設(shè)方式的變革。它是指用工業(yè)化生產(chǎn)的方式來建造住宅，是機械化程度不高和粗放式生產(chǎn)的生產(chǎn)方式升級換代的必然要求，以提高住宅生產(chǎn)的勞動生產(chǎn)率，提高住宅的整體質(zhì)量，降低成本，降低物耗、能耗。可見，住宅產(chǎn)業(yè)化提出的初始目的是提高住宅總體質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。

實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)是住宅的工業(yè)化生產(chǎn)，日本是世界上率先在工廠里生產(chǎn)住宅的國家，迄今已有50多年的歷史，如今日本的住宅產(chǎn)業(yè)已形成一套較完整的體系，包括住宅建筑標準化、住宅部件化、鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系、住宅智能化，它所體現(xiàn)出的效果和意義，隨著社會環(huán)境的變遷有了很大變化，從最初的提高住宅質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率而向可持續(xù)性住宅建設(shè)演變，向資源循環(huán)、低碳排放住宅演變。

我國于1994年，原建設(shè)部正式提出大力發(fā)展住宅產(chǎn)業(yè)化，我國住宅產(chǎn)業(yè)化的進程自此步入一個新的發(fā)展階段。建設(shè)部陸續(xù)發(fā)布了《住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化試點工作大綱》，提出了利用20年的時間，分3個階段推進住宅產(chǎn)業(yè)化的實施規(guī)劃；下發(fā)了《關(guān)于推進住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，提高住宅質(zhì)量的若干意見》，明確了推進住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的指導(dǎo)思想、主要目標、工作重點和實施要求；發(fā)布了《關(guān)于在住宅建設(shè)中淘汰落后產(chǎn)品的通知》，對技術(shù)落后、不符合產(chǎn)業(yè)政策的產(chǎn)品和部品實行了強制淘汰；頒布了《商品住宅性能認定管理辦法》，及《住宅性能評價方法與指標體系》等配套文件，在全國范圍開始試行住宅性能認定制度，引導(dǎo)各地不斷提高新建住宅的性能。我國“住宅產(chǎn)業(yè)化”的精髓體現(xiàn)在住宅體系標準化、住宅部品化、住宅生產(chǎn)工業(yè)化、住宅生產(chǎn)經(jīng)營一體化、住宅協(xié)作服務(wù)社會化，其相互間的關(guān)系如圖2表示。可見，標準化是產(chǎn)業(yè)化的前提，部品化是工業(yè)化的基礎(chǔ)，工業(yè)化是產(chǎn)業(yè)化的核心，集成化是產(chǎn)業(yè)化的集中體現(xiàn)，而社會化則是產(chǎn)業(yè)化各因素共同作用的結(jié)果。

經(jīng)過10多年的發(fā)展實踐，我國的住宅產(chǎn)業(yè)化取得了顯著成績，長期存在的住宅質(zhì)量通病，住宅的質(zhì)量水平和住宅建設(shè)的綜合效益均得到很大的改善，但仍然面臨著較多制約因素，在實現(xiàn)住宅設(shè)計的標準化、部品部件生產(chǎn)的工廠化、現(xiàn)場施工的裝配化和土建裝修的一體化等推進住宅產(chǎn)業(yè)化的核心工作方面，仍然與國外有較大差距。

2. 基于產(chǎn)業(yè)化的“低碳住宅”實踐路徑分析。

（1）產(chǎn)業(yè)化住宅生產(chǎn)方式，由于采用標準化進行大批量的住宅生產(chǎn)，有利于發(fā)展“低碳住宅”。“低碳住宅”在節(jié)能、低碳、環(huán)保等的技術(shù)要求很高，住宅產(chǎn)業(yè)化的“四節(jié)一環(huán)保”技術(shù)及其生產(chǎn)方式可以很好地滿足這些要求。因此，住宅產(chǎn)業(yè)化與“低碳住宅”相關(guān)的技術(shù)、產(chǎn)品相結(jié)合，其潛在的市場需求將十分巨大，發(fā)展前景非常好，且由于住宅產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)使建筑施工轉(zhuǎn)型為工業(yè)生產(chǎn)，使建筑項目在建筑施工周期上大大縮短，對于能源資源消耗、建設(shè)成本、人力物力、成本預(yù)算、勞動強度的降低都有巨大的好處，因而能夠大大提升生產(chǎn)效率，滿足住宅建設(shè)的大規(guī)模需求。

（2）通過發(fā)展“低碳住宅”，是現(xiàn)階段推進住宅產(chǎn)業(yè)化的切實之舉。推進住宅產(chǎn)業(yè)化的核心是要實現(xiàn)住宅設(shè)計的標準化，部品部件生產(chǎn)的工廠化，現(xiàn)場施工的裝配化和土建裝修的一體化，這“四化”所涵蓋的技術(shù)體系，可以通過發(fā)展“低碳住宅”來加以推進。如在研發(fā)有利于節(jié)能減排的新材料、新產(chǎn)品、新技術(shù)方面，特別是資源節(jié)約和廢棄物循環(huán)利用、能源綜合利用和再生等“低碳”技術(shù)，這些和推進住宅產(chǎn)業(yè)化，建設(shè)省地節(jié)能環(huán)保型住宅的理念都是一致的。再如現(xiàn)場施工的裝配化，住宅的部分或全部構(gòu)件在工程預(yù)制完成后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，將構(gòu)件通過可靠的連接方式組裝裝配成整體，實現(xiàn)“像裝配汽車一樣造房子”。由于住宅的部品在工廠生產(chǎn)，相應(yīng)的“減碳”技術(shù)如降低排放技術(shù)、可拆卸技術(shù)、再（生）利用技術(shù)、無損耗能源技術(shù)等均可集成于其生產(chǎn)過程中，且由于大量的干式作業(yè)取代了濕式作業(yè)，現(xiàn)場施工的作業(yè)量減少，污染排放明顯減少，通過高效的裝配式施工， 使先進的建筑減排節(jié)能技術(shù)得以更廣泛的應(yīng)用。可見，“低碳住宅”也是推進住宅產(chǎn)業(yè)化的切實舉措。

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基金項目：教育部2010年人文社會科學(xué)規(guī)劃基金項目（項目號：10YJAZH064）；中南林業(yè)科技大學(xué)2010年青年基金文科招標項目（項目號：10ZB004）。

作者簡介：李啟明，博士，東南大學(xué)建設(shè)與房地產(chǎn)系系主任、教授、博士生導(dǎo)師，東南大學(xué)建設(shè)與房地產(chǎn)研究所所長；沈良峰，中南林業(yè)科技大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院副教授，東南大學(xué)/南京棲霞建設(shè)股份有限公司博士后。

收稿日期：2011-06-22。