段海燕 陳思顏 劉源源 張詩培 王憲恩 王碩 宋俊年

摘要?建筑業(yè)能源消耗全生命周期核算與特征分析對建筑節(jié)能與綠色建筑建設具有較大的意義。本文在生命周期視角下，構建建筑業(yè)能耗生命周期核算模型，測算建筑材料準備、施工、運營、拆除階段能源消耗，分析建筑業(yè)能耗的全生命周期特征;以25個省市為例，研究不同經濟水平、不同氣候區(qū)等條件下各省市建筑業(yè)能源消耗特征，解析能耗控制重點。結果顯示，2016年中國建筑業(yè)96.30%的能耗源于材料準備階段（51.41%）和建筑運營階段（44.89%），數據顯示，自2011年以來材料準備階段就超過運營階段成為能耗主要領域，鋼結構建筑比例的增加致使材料準備階段能耗明顯增加，但從全生命周期來看較為節(jié)能;25個省市因經濟水平、氣候區(qū)的差異，而出現“建筑運營階段能耗高于材料準備階段能耗區(qū)域（I類區(qū)）”“材料準備階段能耗高于建筑運營階段能耗區(qū)域（II類區(qū)）”，I類區(qū)主要為東北嚴寒地區(qū)、西北嚴寒地區(qū)、南部夏熱冬暖地區(qū)，其因供暖或制冷時間長、強度大而使建筑運營階段能耗較高，而華北、華東地區(qū)的北京、上海等經濟發(fā)達地區(qū)因城市擴張受限、人口高度集中、公共建筑運營強度大等使建筑運營階段能耗高;II類區(qū)主要為中東部寒冷地區(qū)及夏熱冬冷地區(qū)，經濟相對發(fā)達、城鎮(zhèn)化進程較快等使建筑施工面積不斷增加，建造材料能耗高于運營能耗。因此，各省市應該根據本省的經濟發(fā)展水平和所屬氣候區(qū)，把材料準備階段和運營階段作為重點，有針對性地采取節(jié)能減排措施，以實現中國建筑業(yè)能源消耗全過程控制。

關鍵詞?建筑業(yè);能源消耗;生命周期;鋼結構建筑;材料準備階段

中圖分類號?X24?文獻標識碼?A文章編號?1002-2104（2020）07-0057-09

DOI：10.12062/cpre.20191124

《中共中央國務院關于加快推進生態(tài)文明建設的意見》（2015）中明確提出“大力發(fā)展綠色建筑，大力推進綠色城鎮(zhèn)化，加快推進生態(tài)文明建設”，建筑業(yè)已經成為國家綠色發(fā)展和生態(tài)文明建設需要重點關注的行業(yè)。建筑業(yè)作為國民經濟和社會發(fā)展的支柱產業(yè)，在促進經濟社會發(fā)展、改善國民生活條件的同時，也消耗了大量能源。統(tǒng)計數據顯示，近年來全球建筑部門能源消耗占全球總能耗的39%[1]。中國建筑能耗總量亦呈逐年上升的趨勢，約占能源消費總量的34%[2-3]。因此，控制建筑業(yè)能源消耗、發(fā)展綠色節(jié)能建筑成為新時期中國經濟社會過程中亟待解決的關鍵問題。但是，由于我國各省份經濟社會發(fā)展水平和氣候差異較大，致使不同省份建筑業(yè)發(fā)展和結構存在不同，進而建筑能耗特征存在差異，一刀切的能源政策是否能夠做到有效控制全國所有地區(qū)的能源消費？另外，自2011年以來我國大幅提高鋼結構建筑的應用比例，鋼制結構在使用過程中采光較好，可以節(jié)約能源，但是從全生命周期看，其是否真的節(jié)能？因此，為了系統(tǒng)分析建筑業(yè)能源消耗及特征，促進實現中國建筑業(yè)能源消耗全過程控制，本文對中國建筑業(yè)能源消耗進行全生命周期核算，解析建筑材料準備階段、施工階段、運營階段、拆除階段能源消耗特征，探究不同階段能耗控制手段與方法，提出建筑業(yè)能源消耗全過程控制對策建議，為中國實施差異化政策、大力發(fā)展綠色建筑提供有益借鑒。

1?文獻綜述

建筑能耗的研究一直受到國內外學者的廣泛關注，研究內容、方法以及觀點各有不同，主要集中在建筑節(jié)能、建筑能耗特征及能耗控制對策等方面的研究。

首先，建筑節(jié)能研究，主要集中在建筑節(jié)能政策和技術標準等方面，如Frank[4]預測了全球氣候變化背景下瑞士各種建筑的能耗變化及相應的應對措施，指出可以通過提高建筑的熱圍護性能和加強夜間低溫情況的通風來降低建筑能耗。Feist等[5]介紹了德國基于CEPHEUS標準的被動式住宅節(jié)能設計的節(jié)能效果，可以實現減少50%以上的能源消耗。Wang?等[6]利用重慶市1?128戶家庭的數據，對建筑能效標準（BEES）在中國的實際有效性進行了研究，結果表明采用高水平建筑能效標準的建筑能夠達到較好的節(jié)能效果。其次，研究建筑類型的能源消耗，為建筑業(yè)規(guī)劃布局提供依據。如Yang等[7]的研究表明只有當近零能耗建筑和零能耗建筑占建筑總面積的50%以上時，建筑能耗才會開始下降。綜上，上述研究將建筑能耗看作一個整體，分析通過政策、技術標準、布局和類型變化來達到降低建筑能耗的目的，研究結果為建筑能耗控制決策實施提供了有益的借鑒。

第二，建筑能耗特征研究方面，包括建筑能耗的全過程與分階段研究。①建筑能耗的全過程分析研究中，已有研究主要從全生命周期角度將建筑能耗分為不同的階段，解析不同階段的建筑能耗占比和貢獻度。如Huo等[8]將中國住宅建筑全生命周期劃分為建材生產、施工、運營、拆除、回收五個階段，研究五個階段的能源消耗，結果表明住宅建筑運營能耗占城市電網總體的70%，而建材生產階段能耗強度最高，大于60?kg?ce/m2。李兆堅等[9]指出建筑運行能耗、建材能耗與間接能耗分別約占全國總能耗的20%、15%和10.5%，減少建筑運行能耗是建筑節(jié)能的關鍵。侯利恩[10]和張燕[11]將中國建筑生命周期能耗分為建材生產、建筑施工、建筑運營和廢棄物回收四個階段，對2001—2013年建筑能源消耗進行研究，結果表明盡管材料準備階段能耗迅速提升，運營階段仍舊在建筑總能耗中處于主導地位。②建筑分階段能耗特征的研究，主要集中在建筑建造和運營兩個階段。如林立身等[12]指出2012年建造能耗占中國能耗總量的26%;秦貝貝[13]建立了中國運營階段能耗計算模型并對2010年全國各省市建筑能耗情況進行核算，結果表明經濟發(fā)展水平和所屬氣候區(qū)對建筑能耗比重有著重要的影響。綜上，對建筑能耗的全過程分析和分階段分析結論基本一致，認為建筑運營階段的能耗占總能耗的比例較大，但是也有學者注意到了中國建筑材料準備階段能耗問題，指出中國建筑材料準備階段能耗不斷上升，減少建筑材料能耗成為必要。③還有學者以單體建筑為研究對象，對建筑能耗進行全生命周期評價，如Patricia等人[14]對巴西的四種不同類型的住宅建筑進行生命周期評價，結果發(fā)現建材中混凝土、鋼材的環(huán)境影響最大，各階段中運營階段的環(huán)境影響最大。

上述文獻表明，大多數學者認為建筑運營過程的影響最大，這導致現有的針對區(qū)域建筑業(yè)能耗控制對策多集中于運營階段。從全球來看，標準化數據庫的建立[15]、維護結構的節(jié)能改造[16]、智能化建筑管理系統(tǒng)的開發(fā)[17]等方式在實際應用中取得了良好的節(jié)能效果。建造階段和施工階段的研究相對較少，但不論是新型建筑材料的應用[18]還是施工方式的進步[19]，對于建筑的可持續(xù)發(fā)展都起到了積極作用。在中國，2011年中國住房和城鄉(xiāng)建設部頒布了《建筑業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，指出要大幅提高鋼結構建筑的應用比例。屆時，建筑業(yè)全生命周期能耗特征是否會發(fā)生改變，鋼結構建筑是否更節(jié)能？尚需要進一步探討。另外，也有學者（如秦貝貝[13]）指出經濟發(fā)展水平和所屬氣候區(qū)對建筑能耗有較大影響，我國各地區(qū)建筑業(yè)能耗是否存在較大的差異？這也是需要進一步研究的問題?；诖?，本文在現有研究的基礎上，從全生命周期的角度，將建筑能耗分為建筑材料準備、施工、運營、拆除四個階段，核算建筑業(yè)能耗，分析鋼制結構建筑大力推行后建筑能耗的變化;并以25個省、自治區(qū)和直轄市（以下簡稱“省市”）為研究對象，解析不同經濟水平、不同氣候區(qū)等條件下地區(qū)建筑能耗的差異，以期為全國及各地區(qū)建筑能耗控制決策提供借鑒，為實施有中國特色的差異化建筑節(jié)能政策提供依據。

2?模型方法與數據來源

生命周期評價法從產品（建筑）生命周期的全過程出發(fā)對建筑各個生命周期階段產生的能耗進行分析，從而更加準確地尋找出建筑能耗變化的真正原因。將生命周期評價法應用于區(qū)域建筑能耗的研究時，首先要考慮區(qū)域中處于不同生命周期階段的建筑之間的相互作用。這也是區(qū)域建筑生命周期研究與單體建筑生命周期研究中最大的區(qū)別。區(qū)域中處于不同生命周期階段、擁有不同使用功能的建筑的相互作用如圖1所示。

2.1?模型方法

2.1.1?生命周期基準流程

本文在現有研究的基礎上建立區(qū)域建筑生命周期基準流程，考慮了區(qū)域建筑生命周期所涉及的全部環(huán)節(jié)，包含了建筑業(yè)的七個主要過程[20-23]：建材生產、建材運輸、建造施工、維護施工、改建施工、建筑運營、建筑拆除，參照Huo等[8]、侯利恩[10]和張燕[11]等學者對建筑業(yè)生命周期階段的劃分，本文將建筑業(yè)生命周期能耗分為四個階段：第一階段為材料準備階段，包含建材生產（舊建材再生產和新建材生產）和建材運輸（新建材、廢建材、舊建材運輸）;第二階段為施工階段，包含建造施工、維護施工與改建施工;第三階段為運營階段，包含公共建筑（不含供暖）、住宅建筑（不含供暖）和供暖;第四階段為拆除階段，如圖1所示。

2.1.2?系統(tǒng)邊界

本文重點研究區(qū)域建筑業(yè)（非單體建筑）全生命周期能耗的特征與影響因素，主要通過建筑全生命周期流程中各過程能源的消耗來核算對應階段的能耗總量，然后結合不同地區(qū)的社會經濟與氣候等自然現狀進行能耗分析與評價。因此，本文的系統(tǒng)邊界如圖1所示，其中材料準備階段能耗包括不同建材生產、加工過程中產生的能耗與新建材、廢建材和舊建材運輸過程產生的能耗;施工階段能耗包括施工期間各類施工活動過程中產生的電力、汽油、柴油等能源消耗;運營階段能耗主要是指建筑物使用過程中的能耗。相關研究顯示，在中國北方寒冷地區(qū)，冬季采暖期長，采暖是建筑運營階段的主要能耗來源[24]。因此，本文將采暖單獨作為一部分，把建筑運營階段能耗分為采暖能耗、公共建筑能耗（采暖除外）、住宅建筑能耗（采暖除外）。

2.1.3?建筑業(yè)能耗全生命周期核算模型

（1）材料準備階段。材料準備階段能耗主要包括建材生產和建材運輸兩個過程的能耗。其中建材生產能耗由不同建材用量以及對應的可比能耗的乘積表示;運輸能耗由汽油和柴油的用量表示。具體核算公式如下：

其中，Ep表示材料準備階段能耗;Qi表示第i種建材的用量;αi表示第i種建材的可比能耗;eg和ed分別表示運輸過程的汽油和柴油能耗。

考慮到《中國建筑業(yè)統(tǒng)計年鑒》僅提供歷年水泥、鋼材、鋁材、平板玻璃、木材五類建材的用量，這五類建材的生產能耗總量占中國建材生產能耗總量的90%以上[25]。因此，結合數據的可獲得性，借鑒郭徽[25]的研究結論，本文用五類建材生產能耗推算建材生產總能耗，折算比例為95%。

（2）施工階段。建筑施工階段包括建造、維護、改建三個過程，由于施工機械對電力、汽油、柴油等不同能源的使用而產生一定的能耗，因此核算公式如下：

其中，Ec表示施工階段能耗;Ceij表示第i種施工過程中第j種能源消耗量。

（3）運營階段。運營階段能耗可以分為三部分：供暖能耗、公共建筑能耗（不含供暖）、住宅建筑能耗（不含供暖），其中對于供暖能耗，參照《中國城鄉(xiāng)建設統(tǒng)計年鑒》的供暖數據，可以分為城市、縣城、建制鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)特殊區(qū)域5個部分進行計算。運營階段能耗的核算公式如下：

其中，Eo表示運營階段總能耗;Er、Epu、Eh為分別表示住宅建筑運營過程能耗、公共建筑運營過程能耗和采暖過程能耗;Er1、Er2分別表示城市住宅建筑能耗和農村住宅建筑能耗;Epui表示第i個行業(yè)建筑運營過程能耗;hj表示第j個部分的供暖能耗。

（4）拆除階段。拆除過程中使用不同拆除機械而產生一定的電力、汽油、柴油等能源消耗，核算公式如下：

其中，Ed表示拆除階段能耗;Deij表示拆除過程中第i種能源消耗。

2.2?數據來源及計算說明

本文核算過程所用的全國及各省市建材用量數據來源于2008—2017年《中國建筑業(yè)統(tǒng)計年鑒》;不同材料的可比能耗數據來源于2008—2017年《中國能源統(tǒng)計年鑒》和現有研究[25];施工階段數據、住宅建筑和公共建筑能耗數據、社會經濟指標等數據來源于2008—2017年《中國統(tǒng)計年鑒》和各省統(tǒng)計年鑒;供暖數據來源于2007—2016年《中國城鄉(xiāng)建設統(tǒng)計年鑒》;汽油和柴油扣除比例來源于《中國建筑能耗統(tǒng)計報告（2016）》[26]。

考慮到自2006年起，《中國統(tǒng)計年鑒》中建筑方面部分統(tǒng)計數據口徑的變化，以及現有各類統(tǒng)計年鑒與各省市統(tǒng)計年鑒公布的最新數據情況不一，本文最終選取25個數據較為完備的省市進行研究，時間范圍為2007—2016年。

3?全生命周期視角下建筑業(yè)能耗特征分析

3.1?中國建筑業(yè)能耗特征分析

建筑業(yè)全生命周期核算結果顯示，2016年全國建筑業(yè)能耗為21.61×108?tce，其中材料準備階段能耗占比為51.41%，施工階段能耗占比為3.70%，運營階段能耗占比為44.89%。即，現階段我國建筑材料準備階段的能源消耗最大。分階段來看，自2011年開始，中國建筑材料準備階段能耗明顯高于運營階段能耗，如圖2所示，這與2011年中國提高鋼結構建筑比例相關;再看中國建筑業(yè)能源強度的變化曲線，可以發(fā)現，自2013年開始其呈逐漸下降的趨勢，說明我國能源效率不斷提高，鋼結構建筑較為節(jié)能。綜上，自2011年我國大幅提高鋼結構建筑比例以來，雖然因鋼材的可比能耗較高導致材料準備階段能耗明顯增加，但是從全生命周期來看，鋼結構建筑比例的增加明顯降低了建筑業(yè)單位面積能耗。

3.1.1?建筑材料準備階段能耗特征分析

材料準備階段能耗包括建材生產能耗和材料運輸能耗兩個方面。核算數據顯示，2016年全國建材準備階段能耗為11.11×108?tce，其中建材生產能耗為10.95×108tce，占比98.54%。自2007年以來，建材生產能耗呈不斷增加的趨勢，如圖3所示，而建材運輸能耗并未隨建材用量增加出現大幅度的上升，這與近年來運輸技術與設備的升級緊密相關。

建材生產階段能耗主要有鋼材、木材、水泥、平板玻璃和鋁材五類建材生產帶來的能耗，數據核算結果顯示，2016年鋼材能耗最大，為5.42×108?tce，占比52.06%;其次為水泥，能耗為2.87×108?tce，占比27.62%。2007年至今，鋼材能耗始終高于水泥、木材等其他建材能耗，尤其是在2011年之后，鋼材的能耗明顯高于其他建材能耗，伴

隨著鋁材和平板玻璃能耗不斷增高，占比不斷增加，如圖3所示，這與同時期國家推行鋼結構建筑使建筑建材結構發(fā)生改變緊密相關。

3.1.2?建筑施工階段能耗特征分析

建筑施工能耗包括建造施工、維護施工、改建施工和拆除施工四個方面的能耗。2016年施工階段能耗為0.80×108?tce，占建筑業(yè)能耗的3.70%。分析顯示，施工階段能耗受建筑施工面積影響較大，隨著施工面積的不斷增加，施工能耗不斷增高。總體來說施工階段能耗在區(qū)域建筑能耗中的比例遠低于另外兩個階段，影響較小。

3.1.3??建筑運營階段能耗特征分析

2016年采暖能耗、公共建筑能耗（采暖除外）、住宅建筑能耗（采暖除外）分別為1.55×108?tce、3.27×108?tce和4.88×108?tce，其中住宅建筑能耗（采暖除外）最高。從趨勢來看，采暖能耗并未隨著建筑面積的增加而出現明顯的增加趨勢，而住宅建筑和公共建筑的能耗量（采暖除外）增加趨勢明顯;從能源消耗占比來看，公共建筑能耗（采暖除外）占比不斷增加，采暖能耗占比不斷減少，住宅建筑能耗（采暖除外）占比變化幅度不大，如圖4所示。這說明，國家相關采暖政策實施和技術進步有效控制了采暖能耗的增加，單位面積采暖能耗呈明顯下降趨勢;隨著城鎮(zhèn)化的不斷推進，公共建筑面積不斷增加。作為人們進行各種公共活動（辦公、商業(yè)、醫(yī)院等）的公共建筑，普遍存在使用率高、運營時間長等特點，致使公共建筑能耗不斷增加[27]。因此，需要國家加大節(jié)能建筑改造力度，增加節(jié)能建筑和綠色建筑的比例。

3.2?區(qū)域建筑業(yè)能耗特征分析

從全國來看，自2011年國家大力發(fā)展鋼結構建筑以來，建筑材料使用結構的變化使材料準備階段能耗明顯高于運行階段能耗。從各省區(qū)建筑業(yè)能耗核算數據來看，由于經濟社會發(fā)展水平和所屬氣候區(qū)的差異，不同地區(qū)兩階段能耗存在差別，如圖5所

示。按照材料準備階段能耗、建筑運營階段的能耗情況，可將所研究的25個省市分為兩類：I類區(qū)-運營階段能耗高于材料準備階段能耗區(qū)域、II類區(qū)-材料準備階段能耗高于運營階段能耗區(qū)域。

3.2.1?I類區(qū)建筑業(yè)運營階段能耗特征與原因分析

I類區(qū)建筑業(yè)能源消耗特征與先期研究結論基本一致，即建筑運營階段能耗高于材料準備階段能耗和施工階段能耗，這類區(qū)域有黑龍江、遼寧、吉林、北京、天津、上海、山東、貴州、廣東、海南、新疆、甘肅、青海和內蒙古14個?。ㄊ?、區(qū)），從省市的地理位置來看，有處于東北嚴寒地帶的黑龍江、吉林、遼寧東北三省，處于南部炎熱地帶的貴州、廣東和海南，處于華北、華東地區(qū)經濟發(fā)達、人口集中的北京、天津、上海、山東，還有處于西北高海拔地帶的新疆、甘肅、內蒙古和青海，區(qū)域特征明顯，因此，I類區(qū)根據區(qū)位氣候特征和經濟社會發(fā)展水平的差異又可以分為三大特征區(qū)域：

第一類特征地區(qū)：東北嚴寒地區(qū)的黑龍江、吉林、遼寧，西北嚴寒地區(qū)的新疆、甘肅、內蒙古和青海，這類地區(qū)建筑運營階段能耗高的主要原因：①氣候因素，東北三省地處中國東北嚴寒地區(qū)，冬季采暖期較長，且主要以煤炭為主，導致建筑運營階段能耗較高。②經濟社會發(fā)展影響因素，近年來，這類省區(qū)經濟發(fā)展水平不高，城鎮(zhèn)化發(fā)展緩慢（如圖6）。因此，建筑施工面積增長緩慢，導致材料準備階段能耗低于運營階段能耗。全生命周期來看，東北三省中運營階段能耗占比黑龍江最高、遼寧省最低，材料準備階段能耗占比從高到低依次為遼寧省、吉林省、黑龍江省，這與各省所處的地理位置相關，黑龍江省在最北面，冬季氣溫更低，采暖時間更長，因此相對而言，其運營階段能耗占比較高。

第二類特征地區(qū)：南部夏熱冬暖地區(qū)的廣東、海南及溫和地區(qū)的貴州，這類地區(qū)建筑運營階段能耗高的主要原因：①氣候因素，該類區(qū)域地處中國南部炎熱地帶，夏季炎熱，制冷時間長、強度大，致使建筑運營階段能耗高。②經濟社會發(fā)展影響因素，廣東省的深圳、廣州等城市人口集約化程度高，公共建筑使用強度大，公共建筑運營能耗高;另外，2007—2016年廣東省城鎮(zhèn)化增長率僅為6.06%，遠低于經濟水平相當的江蘇省（14.52%），建筑施工面積增長緩慢，進而使材料準備階段能耗較低。全生命周期來看，施工階段海南省和廣東省能耗占比差別不大，而海南省運營階段能耗占比高于廣東省能耗占比，材料準備階段廣東省能耗占比高于海南省，這與兩省的氣候相關，海南省更加炎熱，運營階段制冷能耗更高。

第三類特征地區(qū)：華北華東經濟發(fā)達地區(qū)的北京、天津、上海、山東，這類區(qū)域氣候特征不顯著，經濟社會發(fā)展因素顯著。①該類地區(qū)屬于我國發(fā)達地區(qū)，城鎮(zhèn)化水平高，2016年北京、天津、上海、山東城鎮(zhèn)化率分別為86.50%、82.93%、88.70%、59.02%，城市的擴張受限，建筑施工面積增長緩慢，材料準備階段能耗不高;②該類地區(qū)人口集約化程度高，辦公、商場等公共建筑使用率高、強度大，建筑運營階段能耗高。因此，經濟發(fā)展、城鎮(zhèn)化水平高、人口集約化程度高的地區(qū)建筑運營階段能耗較高。全生命周期來看，施工階段能耗占比，上海和天津高于北京和山東;運營階段能耗占比從大到小依次為北京、上海、天津、山東，分析顯示，與其城鎮(zhèn)化水平緊密相關，北京和上海的城鎮(zhèn)化率明顯高于天津和山東;同時，北京與上海相比冬季采暖能耗要明顯高一些，因此整體來看，北京的運營能耗占比相對較高。

綜上，I類區(qū)中北方嚴寒地區(qū)、西北嚴寒地區(qū)、南部夏熱冬暖地區(qū)省市區(qū)位氣候特征顯著，供暖、制冷等服務使其建筑運營階段能耗高;而部分中部省區(qū)，經濟發(fā)達、城鎮(zhèn)化水平高、人口集約化程度高的地區(qū)，因城市擴張受限、公共建筑運營強度大等原因而使建筑運營階段能耗高。

3.2.2?II類區(qū)建筑業(yè)材料準備階段能耗與原因特征分析

II類區(qū)域的材料準備階段能耗高于建筑運營階段能耗，主要省份有江蘇、福建、湖北、安徽、四川、江西、山西、云南、河南、陜西、湖南11個省市，如圖5所示，此類區(qū)域主要分布于我國的中部和東南沿海一帶，所屬氣候區(qū)為寒冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)。根據11個省的GDP、人口、二產占比、城市化率的相關數據，該類地區(qū)經濟社會發(fā)展特征明顯，從各地區(qū)經濟發(fā)展來看，該類地區(qū)除云南和山西以外，GDP普遍在18?000億元以上，屬于經濟較為發(fā)達地區(qū);人口基本都在3?500萬人以上;該類地區(qū)二產占比增長率較高，經濟發(fā)展速度快，需要大量的廠房建設;從城鎮(zhèn)化發(fā)展速度看，該類地區(qū)近十年城鎮(zhèn)擴張速度快，基本都在11%以上，如圖6所示，建筑施工面積增加較多。另外，該類地區(qū)處于我國的中部和東南沿海一帶，四季分明，對墻體厚薄要求不高，鋼結構建筑能夠很好地滿足該類地區(qū)對建筑性能的需求，該類地區(qū)經濟發(fā)達可以支撐造

價相對較高的建筑，因此在這種政策扶持下、區(qū)域本身經濟發(fā)展的需求下，鋼結構建筑得到了良好的發(fā)展，材料準備階段能耗較高。從全生命周期來看，施工階段能耗占比相差不大，其他階段能耗差異明顯，尤其是江蘇、福建等，材料準備階段能耗占比明顯高于運營階段能耗占比，這與這些省份城市化發(fā)展進程緊密相關，如圖6（d）所示。因此，與運營階段的能耗相比，該類地區(qū)由于經濟快速發(fā)展、城市擴張等需求，施工面積不斷增加，同時受國家相關政策的影響，鋼結構建筑比例較大，材料準備階段能耗較高。

4?結論與建議

本文基于生命周期視角，核算建筑材料準備、施工、運營、拆除四個階段的建筑能耗，分析鋼制結構建筑大力推行后建筑能耗的變化特征;并以25個省市為研究對象，探析建筑業(yè)能耗特征差異，揭示不同經濟水平、不同氣候差異條件下各地區(qū)能源消耗的生命周期特征。研究表明：

（1）中國建筑業(yè)能耗主要產生于建筑材料準備階段和建筑運營階段，2016年兩者總占比為93.30%。自2011年中國出臺增加鋼結構建筑比例的相關政策以來，材料準備階段能耗迅速增加并超過運營階段。這說明在現階段，實現中國建筑業(yè)節(jié)能，應重點關注材料準備階段的節(jié)能。而這其中，如何使鋼材可比能耗降低到國際先進水平進而降低材料準備階段能耗是未來的一個重點方向。

（2）從各省區(qū)建筑業(yè)能耗核算數據來看，由于經濟社會發(fā)展水平和所屬氣候區(qū)的差異，建筑業(yè)生命周期階段的能耗與全國的能耗特征并不一致，可將中國的25個省市分為兩類：I類區(qū)-運營階段能耗高于材料準備階段能耗區(qū)域、II類區(qū)-材料準備階段能耗高于運營階段能耗區(qū)域，I類區(qū)的東北嚴寒地區(qū)、西北嚴寒地區(qū)、南部夏熱冬暖地區(qū)，其因供暖或制冷時間長、強度大而使建筑運營階段能耗較高，而中部地區(qū)經濟發(fā)達、城鎮(zhèn)化水平高、人口集約化程度高的地區(qū)，因城市擴張受限、公共建筑運營強度大等原因而使建筑運營階段能耗高;II類區(qū)經濟相對發(fā)達、城鎮(zhèn)化進程較快等使建筑施工面積不斷增加，同時受國家

相關政策的影響，鋼結構建筑比例較大，材料準備階段能耗較高。

綜上，國家鋼結構建筑的相關政策有效實現了全生命周期的建筑節(jié)能，但是相關政策環(huán)境與社會經濟因素的改變也使得建筑業(yè)各階段能耗特征發(fā)生相應的變化。盡管國際上普遍認為運營階段是當前建筑節(jié)能的工作重點，但是對于社會經濟發(fā)展迅速的中國尤其是中國中部地區(qū)發(fā)展迅速的省市，建筑需求不斷上升，材料準備階段已經成為實現建筑業(yè)節(jié)能減排所應關注的主要階段。因此，應從生命周期視角對建筑業(yè)能源消耗進行控制，提高建筑節(jié)能標準、大力發(fā)展綠色建筑，走一條有中國特色的建筑節(jié)能之路。

（編輯：于?杰）

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Characteristics?of?reginal?energy?consumption?of?Chinas

construction?industry?from?the?perspective?of?life?cycle

DUAN?Hai-yan?CHEN?Si-yan?LIU?Yuan-yuan?ZHANG?Shi-pei

WANG?Xian-en?WANG?Shuo?SONG?Jun-nian

（College?of?New?Energy?and?Environment，?Jilin?University，?Changchun?Jilin?130012，?China）

Abstract?The?whole?life?cycle?accounting?and?characteristic?analysis?of?energy?consumption?in?the?construction?industry?has?great?significance?for?building?energy?conservation?and?green?building?development.?From?the?perspective?of?life?cycle，?this?paper?designs?a?life?cycle?energy?consumption?model?of?the?construction?industry，?which?can?be?used?to?measure?the?energy?consumption?at?the?stages?of?building?material?preparation，?construction，?operation?and?demolition，?and?analyzes?the?life?cycle?characteristics?of?the?construction?industry?energy?consumption.?Taking?25?provinces?and?cities?as?examples，?this?paper?analyzes?the?energy?consumption?characteristics?of?the?construction?industry?in?different?provinces?and?cities?under?different?economic?levels?and?in?different?climate?zones，?and?analyzes?the?key?points?of?energy?consumption?control.?The?results?show?that?96.30%?of?the?energy?consumption?of?Chinas?construction?industry?in?2016?came?from?the?material?preparation?stage?（51.41%）?and?the?construction?operation?stage?（44.89%）.?The?material?preparation?stage?has?surpassed?the?operation?stage?to?become?the?main?energy?consumption?field?since?2011.?Although?the?increase?of?the?proportion?of?steel?structure?building?leads?to?the?significant?increase?of?energy?consumption?in?the?material?preparation?stage，?it?is?more?energy?efficient?from?the?perspective?of?the?whole?life?cycle.?Due?to?the?differences?in?economic?levels?and?climate，?the?25?provinces?and?cities?can?be?divided?into?category?I?areas?（in?which?the?energy?consumption?at?the?operation?stage?is?higher?than?that?at?the?material?preparation?stage）?and?category?II?areas?（in?which?the?energy?consumption?at?the?material?preparation?stage?is?higher?than?that?at?the?operation?stage）.?The?category?I?areas?are?mainly?the?severe?cold?areas?in?northeast?China，?the?severe?cold?areas?in?northwest?China，?and?the?warm?areas?in?summer?and?winter?in?south?China.?Long-term?and?high-intensity?heating?and?cooling?make?high?energy?consumption?at?the?operation?stage.?However，?in?north?China?and?east?China，?such?as?Beijing，?Shanghai?and?other?economically?developed?regions，?due?to?limited?urban?expansion，?high?population?concentration?and?high?operation?intensity?of?public?buildings，?energy?consumption?at?the?construction?operation?stage?is?high.?The?category?II?areas?are?mainly?concentrated?in?the?cold?winter?regions?and?the?hot?summer?and?cold?winter?regions?in?east-central?China.?Due?to?the?relatively?developed?economy，?rapid?urbanization?process?and?other?factors，?the?construction?area?of?these?provinces?and?cities?keeps?increasing，?resulting?in?higher?energy?consumption?at?the?material?preparation?stage?than?at?the?operation?stage.?Therefore，?Chinese?provinces?and?cities?should，?according?to?their?economic?development?level?and?climate?features，?focus?on?the?stages?of?material?preparation?and?operation，?and?take?targeted?measures?to?save?energy?and?reduce?emissions，?so?as?to?control?the?whole?process?of?energy?consumption?in?Chinas?construction?industry.

Key?words?construction?industry;?energy?consumption;?life?cycle;?steel?structure?construction;?material?preparation?stage

收稿日期：2019-08-07?修回日期：2020-03-19

作者簡介：段海燕，博士，教授，博導，主要研究方向為環(huán)境管理與環(huán)境經濟、環(huán)境法等。E-mail：?duanhy1980@jlu.edu.cn。

通信作者：宋俊年，博士，副教授，博導，主要研究方向為新能源利用系統(tǒng)構建與模擬、能源-環(huán)境-經濟政策模擬與評價。E-mail：?songjunnian@jlu.edu.cn。

基金項目：國家自然科學基金項目“‘污染排放-環(huán)境質量同步耦合情景下行業(yè)企業(yè)初始排污權差異化配置模式與優(yōu)化算法研究”（批準號：71773034）。