原创 杨佳鑫 高性能建筑
零碳建筑作为国内高性能建筑发展的一个热点方向，近年来在国内的关注度日渐提升。笔者在做研究工作的过程中，收集到不少中外零碳建筑相关知识，本期与大家分享法国的零碳建筑。
在1973年第一次石油危机爆发后，1974年法国当时总理Pierre Messmer颁布了第一版建筑节能标准RT1974[1]，主要针对新建居住建筑提出增加外墙保温，提高采暖系统可调节性的要求，此后建筑节能法规RT不断更新迭代。法国于2003年在《全国可持续发展战略》中提出了提出减碳“指数4”[2]战略目标，即2050年实现将全国温室气体排放降至1990年碳排放的四分之一。这一目标在2007年Grenelle[3]环境法案上升到国家法律层面。
随后由于既有建筑翻新改造体量的不断增大，2007年9月开始，法国颁布了既有建筑节能技术标准RT-existant[4]，此后建筑节能低碳设计RT/RE系列规范均区分新建建筑和既有建筑。2010年，法国开始推广能源审计，即系统化统计能耗数据，分析建筑当前能耗情况，为研究建筑节能减碳路径，提供数据支撑。
图/法国节能减碳标准发展过程
法国建筑隐含碳排放计算研究起步较早，早在2004年即发布第一版建材端碳排放数据标准NF P 01-010[5]，给出了主要建材的隐含碳数值，此外运行碳排计算与我国类似，主要用能耗乘以对应的能源形式碳排放因子，至今法国已经形成了一套比较完善的全生命周期建筑碳排放计算方法体系。
最新发布的建筑节能规范RE2020[6]计划从2022年开始按照建筑生命周期设定建筑能效和碳排放指标，并要求所有建筑都需要完成建筑生命周期碳排分析，包含隐含碳。
法国碳排放指温室气体排放CO2当量，虽然“碳排放”字面上只体现碳，实则其他温室气体排放量也将按照相应的系数转换成CO2当量，最后以kg éq CO2作为统计单位，其中单位中“éq”为当量的意思。
计入统计的温室气体、其来源和转换系数如下表：
表/温室气体二氧化碳当量转换系数[7]tangxin
根据法国现行强制节能法规RE2020，建筑碳排放计算包括两个指标，见下表：
表/法国节能标准强制碳排放计算中的两个指标
以上两个指标约束对象为2022年1月1号之后的新建建筑和改造/改建建筑的新建部分，为强制性指标，其指标限值为建筑50年生命周期的总碳排放限值。
法国具有健全的运行期碳排放、建材及设备隐含碳的计算方法。目前法国现行强制节能规范RE2020鼓励实施产能建筑，对建筑全生命周期碳排放提出限值要求，如果建筑产能在覆盖运行碳排放的基础上可以额外覆盖建材和设备的隐含碳排放，即可以理解为实现了零碳建筑。
目前法国最接近“零碳建筑”的认证标签是法国建研院CSTB子公司CERTIVEA于2016年发布的产能低碳建筑（E+C-[8]）标签，其认证体系中将能耗分为4个等级，碳排放分为2个等级。
E+C-认证体系在建筑认证时，同时标出建筑能耗及碳排放对应等级，比如某公建筑实现产能覆盖运行能耗且全生命周期碳排放低于950 kg CO2/㎡时，其对应等级为E4C2。E+C-认证体系目前在法国尚未成为强制认证。
表/法国产能低碳建筑分级
法国建筑运行碳排放计算方法和我国类似，均考虑建筑所有用能环节的总能耗，并采用一次能耗/终端能耗乘以对应的碳排放因子计算运行碳排放。法国由于其能源结构的特殊性，其各种能源对应的碳排放因子与我国存在较大差异。
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表/法国能源端碳排放因子[9]
法国于1996年成立高环境质量建筑HQE协会，类似法国绿建委，于2004正式成为法国绿建本土代表。起初只有申请HQE认证的建筑有LCA碳排放计算要求，如今所有新建建筑和改造建筑均需要遵守法国建筑节能规范RE2020中的碳排放计算要求。
在统计一个建筑里面的部件全生命周期环境影响时（含碳排放），考虑了这个物件的六个阶段：生产阶段、运输，安装/建设阶段、工地施工阶段、使用及维护阶段和回收阶段。
图/全国生命周期不同阶段示意[6]
法国标准协会于2004年发布法国标准NF P 01-010（2004~2014）是为建立关于材料的客观、定性和定量环境影响信息数据库，这些信息可供设计师做全生命周期计算使用。标准编制过程采用法国NF EN ISO 14040 和 NF EN ISO 14044 标准中规定的全生命周期环境影响分析方法。NF P 01-010 标准最终提供了一份建材环境影响数据库，不包括设备。
2015年， NF EN 15804+A1 取代了NF P 01-010，要求建材或设备供应商按照NF EN ISO 14040系列标准提供自家产品的LCA的FDES（环境与健康质量评估报告）。每样商品的环境与健康质量评估报告需要每5年更新一次。目前在法国INIES官网可以找到免费公开的主流建材及设备FDES数据库。
表/法国建材FDES（环境与健康质量评估报告）举例[10]：玻璃棉保温板VS石墨聚苯聚苯板
由上表可见，在法国的能源结构背景下，生产u值相近的保温板，玻璃棉材质具有更高的碳排放，但是石墨聚苯板具有更高的空气污染指数。
目前主流软件为法国建研院CSTB开发的ELODIE[11]软件和法国暖通首府巴黎高科矿业学院开发的PLEIADES[12]软件。其中ELODIE软件需要手动输入建材及设备数量，然后选择建材对应的FDES文件，最终系统自动输出报表，其优势在于精准输入，包括精准输入建材的品牌，其不足在于ELODIE只能应用于建筑建材和设备的碳排放计算；而PLEIADES软件则在BIM建模阶段建立模型与FDES数据库的联系，该种方法在设计阶段较为灵活，全生命周期碳排放计算结果随着模型而变动，不需要二次输入，在BIM模型建立完成后可以进行能耗模拟计算，同时计算建筑运行期间的碳排放。目前这两款软件都是付费使用。
图/ELODIE计算界面[11]
图/PLEIADES建模界面[12]
为进一步倡导产能建筑发展，法国建筑节能协会EFFINERGIE于2017年发布了产能建筑专用标签：BEPOS+ effinergie 2017，特指能耗水平达到E+C-标签等级中E4级别的建筑，即产能覆盖运行能耗，实现运行零碳及以上的建筑。目前拿到BEPOS+ effinergie 2017认证的建筑有23个。
下面分享一个BEPOS+ effinergie 2017建筑的案例。
丹尼斯泊松学院Collège Pithiviers Denis Poisson[13]
该项目位于卢瓦雷省Pithiviers 镇，建筑面积为5636㎡。该建筑可容纳 728 名学生，该项目由2020年开始建造并于2021年8月交付使用。该建筑安装光伏板1317㎡，综合能耗为-29 kWh/(m².an)，建筑建材和设备全生命周期碳排放为1028 kg CO2/㎡，达到E+C-认证体系中的E4C1级别。建筑建造成本约为1.9万元RMB/㎡（欧元比RMB按照1：7.8估算）。该项目的亮点在于为控制建筑整体碳排放水平，采用稻草作为围护结构保温材料，供暖使用木材燃料锅炉。
图/丹尼斯泊松学院外墙保温施工示意[13]
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表/丹尼斯泊松学院围护结构做法
该建筑未配备供冷系统；供暖采用自动给料式木材锅炉，供热量220kW，同时配备268kW供热量的燃气备用锅炉；照明采用全LED配置；生活热水用电热水器提供；新风系统热交换率达到80%以上。
表/丹尼斯泊松学院能耗及碳排放[14]
法国目前未见全生命周期零碳建筑认证标签，但是有产能低碳建筑认证标签。法国现行强制节能规范RE2020对建筑全生命周期碳排放有限值要求，针对建筑运行和建材及设备分别给出。因法国电能大部分来自核电，碳排放因子很低（大约相当于我国华北区2019年发布的碳排放因子的十分之一），因此材料设备隐含碳及运行碳占比与我国显著不同。这就导致在法国建筑实现全生命周期零碳的重点关注环节和技术策略与我国差异较大。通过光伏发电创造的碳汇来抵消建筑建材及设备端的碳排放经济性未必经济，应制定选材策略来降低隐含碳排放，这就给建筑设计和施工带了更大的挑战，实现真正意义的零碳建筑难度很高。
原创文章，谢绝抄袭，违者必究。
1、https://www.e-rt2012.fr/explications/generalites/precedentes-reglementations-thermiques/
2、https://www.legifrance.gouv.fr/jorf/id/JORFTEXT000000813253
3、www.legrenelle-environnement.fr
4、https://www.ecologie.gouv.fr/exigences-reglementaires-thermiques-batiments-existants
5、http://doc.lerm.fr/la-fiche-fdes-et-la-caracterisation-des-performances-environnementales-et-sanitaires-des-batiments-de-la-norme-nf-p-01-010-a-la-norme-nf-p01-020-1/#:~:text=La%20norme%20NF%20P%2001-010%20est%20donc%20un,donn%C3%A9es%20et%20pr%C3%A9cise%20le%20cadre%20de%20leur%20pr%C3%A9sentation.
6、https://www.ecologie.gouv.fr/reglementation-environnementale-re2020
7、https://www.notre-environnement.gouv.fr/themes/climat/article/les-emissions-de-gaz-a-effet-de-serre-et-l-empreinte-carbone
8、https://certivea.fr/certifications/label-ec/#:~:text=Le%20label%20E%2BC-%20atteste%20%C3%A0%20la%20fois%20de,une%20Analyse%20de%20son%20Cycle%20de%20Vie%20%28ACV%29.
9、https://cegibat.grdf.fr/reglementation-energetique/re-2020-grands-principes
10、https://www.inies.fr/
11、http://www.cstb.fr/fr/actualites/detail/elodie-temoignages-0901/
12、https://www.izuba.fr/logiciels/outils-logiciels/
13、https://www.loiret.fr/actualite/pithiverais-deux-nouveaux-colleges-verts
14、https://www.effinergie.org/web/
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