引言2018年，建筑相关产业碳排放占所有与碳排放相关的产业的比例达到40%。建筑碳排放在全生命周期中，可以拆分为设计阶段、建造阶段、运营阶段、拆除阶段等，其中运营阶段碳排放占比可达70%，且建筑全生命周期碳排放量一般与运营阶段碳排放量呈线性相关。因此，运营阶段的碳排放量基本能够反映建筑全生命周期碳排放水平。目前，我国公共建筑的碳排放居高不下，针对既有公共建筑进行节能低碳运行优化，对我国节能减碳工作具有重要帮助。20世纪末，联合国环境规划署(UNEP)、国际标准化组织(ISO)等国际组织，已研究形成了系统的碳排放测算标准[1-2]。国内尚春静[3]等明确了建筑生命周期碳排放评价的系统边界，建立了建筑生命周期碳排放的核算模型。林波荣[4]等通过对国际上97个典型案例的计算模型和碳排放、能耗数据进行分析，总结出针对不同的研究方法，建立的建筑生命周期模型存在较大差异，各阶段的划分方法以及数据来源不统一，导致碳排放和能耗结果存在不同程度的差异，缺乏可比性。刘梦珊[5]分析了建筑设计因素与公共建筑碳排放量之间的关系，提出建筑设计与低碳设计共融。吕丽汀[6]采用碳排放系数法，建立了针对商用建筑的碳排放计量体系。刘念雄[7]等通过对北京地区建筑全生命周期碳排放量进行计算分析，得出建筑运行期间碳排放量占总排放量的86%。崔莹[8]根据建筑的实际情况将建筑分类，综合数据特点与建筑碳排放计量方法，构建了建筑碳排放分析模型。1项目概况本研究项目为综合办公楼，位于北京市，所属气候区为寒冷气候区。项目于1999年投入使用，总建筑面积共计50 386 m2，地上27层，功能为办公。地下共3层，其中地下1层、2层为车库，地下3层为设备机房。1.1建筑围护结构（1）非透明围护结构。外墙为200 mm厚陶粒混凝土空心砌块，保温采用50 mm厚硬质聚氨酯泡沫。铺地砖保护层屋面的保温采用100 mm厚FSG防水珍珠岩板保温层，防水采用4 mm厚SBS改性沥青防水卷材+2.5 mm厚聚氨酯防水涂膜。架空层保护层屋面为30 mm厚花岗石钢筋混凝土架空板+240 mm厚高砖墙+20 mm厚水泥砂浆保护层。铺花岗石屋面50 mm厚花岗石板+40 mm厚1∶4干硬性水泥砂浆结合层+100 mm厚C15细石混凝土保护层+40 mm厚C20细石混凝土保护层+20 mm厚1∶3水泥砂浆找平层+焦渣混凝土保护层，防水采用2道3 mm厚SBS改性沥青卷材。（2）透明围护结构外门窗采用铝合金门窗和铝合金玻璃幕墙，玻璃采用6 mm银灰色镀膜玻璃+9 mm空气间层+6 mm普通平板玻璃的中空玻璃，单层玻璃的外门及门连窗（落地）采用10 mm厚银灰色镀膜玻璃局部配不锈钢框，所有门窗五金件为不锈钢配件，颜色同铝框，玻璃与铝框连接采用优质硅酮密封胶。1.2暖通空调系统（1）空调冷热源。空调冷源系统采用内融冰冰蓄冷系统，冷源包含1台基载离心冷水机组和2台双工况冷水机组。基载离心冷水机组额定制冷量为2 039 kW，额定COP为5.17，机组制冷剂为R134A。双工况冷水机组中，1台为水冷离心冷水机组，机组额定制冷量1 758 kW，制冷剂为R134A；1台为双工况水冷螺杆冷水机组，机组额定制冷量为1 512 kW，制冷剂为R22。空调系统冷却冷源设置2台冷却塔和6台风机，流量600 t/h。空调输配系统包含5台冷冻水循环泵，单台额定流量320 m3/h，扬程43 m，功率45 kW。4台冷却水循环泵，单台额定流量320 m3/h，扬程43 m，功率45 kW。3台乙二醇循环泵，单台额定流量320 m3/h，扬程36 m，功率45 kW。本项目热源为市政集中供热，通过热交换站进行二次换热，并设置热计量表。热源输配系统为2台卧式离心泵，单台额定流量400 m3/h，扬程为60 m。（2）空调末端系统。本项目主要为大空间功能区域/公共区域，如展厅、报告厅及工艺用房均采用全空气变风量空调系统，共设置7套组合式空调机组。各办公空间主要采用风机盘管+新风系统，全楼共设置27台新风机组，805台风机盘管。1.3电气系统（1）智能化控制系统。本项目楼控使用霍尼韦尔控制系统，风机盘管采用单独控制系统，楼控系统设有制冷机房监测系统、冰蓄冷自动控制系统，各系统设置至今均已运行20年。各空调系统、冷源系统、风机盘管系统设置自动控制，对风量、温湿度、启停、运行频率等实施监测控制。项目设有能源监测系统，可正常查询及下载建筑用能数据，系统未具有碳排放计算功能。项目未设置建筑运维管理系统，不能实现对建筑设备、建筑能源及建筑运维人员工作进行整体化、数字化管控。（2）电梯系统。本项目电梯设备共9台，电梯厂家为上海三菱电梯有限公司，6台电梯额定功率为22 kW，1台电梯额定功率为15 kW，2台电梯额定功率为13 kW。本建筑电梯目前系统运行稳定，系统维护根据工作计划每半月完成维保，按时完成年检。2建筑能耗统计分析2.1建筑能耗指标限值（1）非供暖能耗。《民用建筑能耗标准》（GB/T 51161—2016）中明确严寒和寒冷地区，公共建筑非供暖能耗指标应包含建筑、空调通风、照明、生活热水、电梯、办公设备以及建筑内供暖系统的热水循环泵电耗、供暖用的风机电耗等建筑的所有能耗。公共建筑内集中设置的高能耗密度的信息机房、厨房炊事等特定功能的用能不应计入公共建筑非供暖能耗。标准中要求办公建筑非供暖能耗指标的约束值和引导值应符合相关规定。约束值和引导值要求如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.07.002.T001表1办公室非供暖能耗指标的约束值和引导值建筑分类严寒和寒冷地区夏热冬冷地区夏热冬暖地区温和地区约束值引导值约束值引导值约束值引导值约束值引导值A类党政机关办公建筑5545705565505040商业办公建筑6555857080656550B类党政机关办公建筑7050906580606045商业办公建筑806011080100757055［kWh/（m2·a）］项目属于寒冷地区的A类商业办公建筑，非供暖能耗指标约束值为65 kWh/(m2·a)，引导值为55 kWh/(m2·a)。（2）供暖能耗。标准中明确严寒和寒冷地区建筑供暖能耗应以完整的供暖期单位建筑面积供暖系统能耗量作为能耗指标的表现形式，应包括供暖系统的热源所消耗的能源和供暖系统的水泵输配电耗。供暖方式为北京市集中供暖系统，供暖主要能源形式为燃气，标准中对北京市区域集中供暖系统建筑供暖能耗指标的约束值为9.0 m3/(m2·a)，引导值为4.9 m3/(m2·a)。2.2建筑能耗指标计算（1）非供暖能耗。本次调研收集本项目能源管理平台导出的能耗数据及物业管理部门提供的月电费缴纳记录，本项目包含数据机房和厨房，因此非供暖能耗应将总用电量中减去数据机房用电和厨房用电。计算调研收集数据，2019年总能耗8 975 760 kWh，数据机房能耗4 739 122 kWh，厨房能耗2 622 596 kWh，非供暖能耗3 974 042 kWh，其中非供暖能耗单位面积指标78.87 kWh/(m2·a)。（2）供暖能耗。标准中集中供热方式的建筑供暖能耗指标计算公式：Ebh=(qs+edis×ce)×β (1)qs=∑i=1mQsicQiAs (2)β=HDD0HDD (3)式中：Ebh——建筑供暖能耗指标实测值，千克标准煤/(m2·a)或m3/(m2·a)；qs——热源能耗实测值，千克标准煤/(m2·a)或m3/(m2·a)；cQi——热源效率指标实测值，千克标准煤/GJ或m3/GJ；edis——供热管网水泵电耗指标实测值，kWh/(m2·a)；As——系统承担的总的供暖面积，m2；Qsi——第i个热源输出的热量，GJ/a；m——总热源数目；ce——全国平均火力供电标准煤耗或火力供电燃气耗值，取0.32 千克标准煤/kWh或0.2 m3/kWh；β——气象修正系数；HDD0——以18 ℃为标准计算的标准供暖期供暖度日数；HDD——以18 ℃为标准计算的当年供暖期供暖度日数。根据本项目园区内4栋建筑共用热计量表，可得4栋建筑实测供暖耗热量，4栋建筑总供暖面积83 806 m2。以2019年建筑供暖能耗指标计算为例，计算热源能耗实测值qs，2019年热源输出热量Qsi为14 771 GJ/a。热源效率指标实测值cQ目前缺少相关部门的公开数据，本次计算采用《北京市供暖系统运行能源消耗限额》（DB11/T 1150—2019）中单位供热量燃料消耗量指标的限定值，即31.6 m3/GJ。供热管网水泵电耗指标实测值edis采用此标准中供暖系统单位面积耗电量指标限定值2.9 kWh/(m2·a)。系统承担的总供暖面积As为83 806 m2。气象修正系数β是以18 ℃为标准计算的标准供暖期供暖度日数（2 262.7 ℃·d）与2019年供暖期供暖度日数（2 188.1 ℃·d）比值，β为1.03。计算2019年项目供暖能耗指标为6.36 m3/(m2·a)。达到《民用建筑能耗标准》（GB/T 51161—2016）中区域集中供暖系统的供暖能耗指标的约束值9.0 m3/(m2·a)要求，与引导值4.9 m3/(m2·a)还有一定差距。3建筑碳排放及减碳潜力计算3.1非供暖系统碳排放及减碳潜力计算通过对2019年非供暖能耗数据统计计算，本项目非供暖能耗单位面积指标值高于《民用建筑能耗标准》（GB/T 51161—2016）中A类商业办公建筑的约束值和引导值要求，本项目具备一定的节能潜力。按照《建筑碳排放计算标准》（GB/T 51366—2019）中要求，计算建筑因电力消耗造成碳排放时，应采用由国家发展和改革委员会公布的区域电网平均碳排放因子。北京属于华北区域电网，华北区域电网平均CO2排放因子为0.884 3 kg/kWh，非供暖能耗3 974 042 kWh/a，非供暖系统CO2排放3 514 t/a。将非供暖能耗单位面积指标以及《民用建筑能耗标准》（GB/T 51161—2016）中A类商业办公建筑的约束值和引导值转换为单位面积CO2排放值，非供暖能耗单位面积指标为69.74 kg/(m2·a)，标准约束至碳排放指标为57.48 kg/(m2·a)、48.64 kg/(m2·a)。若本项目单位面积非供暖能耗达到国家标准中约束值，碳排放可减少17.5%，建筑总CO2排放量可减少618 t；单位面积非供暖能耗达到国家标准中引导值，碳排放可减少30.3%，建筑总CO2排放量可减少1 063 t。3.2供暖系统碳排放及减碳潜力计算按照《建筑碳排放计算标准》（GB/T 51366—2019）中附录A主要能源碳排放因子中表A.0.1，天然气的单位热值CO2排放因子为55.54 t/TJ，根据项目单位面积供暖能耗值6.36 m3/(m2·a)，可计算年供暖系统碳排放量。2019年供暖系统单位面积CO2排放量12.57 kg/(m2·a)，整楼供暖系统CO2排放量为633 t。本项目2019年供暖能耗单位面积指标未达到《民用建筑能耗标准》（GB/T 51161—2016）中区域集中供暖系统的供暖能耗指标的引导值，供暖碳排放存在减碳潜力。通过对比，若单位面积供暖能耗指标达到国家标准中引导值，建筑供暖碳排放可减少23%，供暖总CO2排放量每年可减少145 t。4结论与建议分析项目2019年全年运行数据，2019年整楼CO2排放量4 147 t，单位面积碳排放82.3 kg/(m2·a)。若非供暖系统能耗达到《民用建筑能耗标准》（GB/T 51161—2016）约束值要求，项目全年CO2排放量可减少618 t。若非供暖系统能耗达到标准中引导值要求，项目全年CO2排放量可减少1 063 t；若供暖能耗指标达到国家标准中引导值，全年CO2排放量每年可减少145 t。运行阶段公共建筑减少碳排放的主要措施为降低能耗，优化能源结构，可通过提升围护结构性能、机电智慧高效运行以及可再生能源系统应用等技术措施，助力建筑节能减碳。