为系统性变革而进行的建筑前脱碳：一项基于配置理论和主体行为的研究

《Energy and Buildings》：Preconstruction decarbonization for systemic change: A configurational and agent-based study

预建设阶段是建筑行业减碳的关键环节，但传统技术方案存在系统性瓶颈。本研究融合csQCA与ABM方法，分析土耳其微建筑企业案例，发现构建专家、政策与利益相关者协同体系是突破"技术停滞"的核心路径，能将系统转型周期从40年缩短至26年，实现30%碳排放削减及经济收益。

　　

Mehmet Nurettin U?ural | Seyedarash Aghili

伊斯坦布尔库图尔大学土木工程系，土耳其伊斯坦布尔34158

摘要

预建设阶段为减少嵌入式碳提供了关键但尚未充分探索的机会。然而，孤立的技术解决方案导致了脱碳努力的“停滞期”。本研究表明，要克服这种系统性停滞，需要从分散的工具转向一种配置方法，以激活专业知识、政策和利益相关者承诺之间的协同作用。我们引入了一个新的框架，结合了Crisp-Set定性比较分析（$\mathrm{csQCA}$）和基于代理的建模（ABM），来分析土耳其由中小微企业驱动的建筑行业。Crisp-Set定性比较分析的结果指出，碳减排工程专业知识是系统变革的不可或缺的核心条件，能够弥补采购和政策方面的不足。动态模拟验证了这一发现，表明虽然单独的指令效果不佳，但以专业知识为重点的政策是转型的主要驱动力。通过结合技能提升和采购改革，协同干预可以将系统转折点从约40年缩短至约26年（t ≈ 315 ± 40个月）。这种综合策略可以实现嵌入式碳减少30%，每年创造12,000个绿色就业机会，并节省15%的项目成本。由此产生的QCA-ABM框架为新兴经济体的政策制定者提供了可扩展的、数据驱动的路线图，以设计有效的脱碳策略，从而增强气候韧性并符合全球可持续发展目标。

引言

全球建筑行业对于实现净零目标至关重要，2023年约占全球能源相关二氧化碳排放量的34%[1]，一些来源指出该行业的贡献比例在37-39%之间[2]、[3]。历史上，努力主要集中在运营排放上。然而，随着建筑物变得更加节能，“隐藏的挑战”——即材料制造、运输和建筑过程中的嵌入式碳排放——已成为脱碳的关键领域[4]。这些前期排放占建筑物生命周期碳足迹的20-50%，在节能建筑中甚至高达50-90%[4]、[5]，而这些排放发生在建筑物投入使用之前，使得预建设阶段成为一个关键但常被忽视的杠杆点[6]、[7]。在本研究中，“预建设阶段”包括从概念设计到详细设计、材料选择、采购、投标和监管批准的所有活动，直至破土动工。在此阶段的早期设计和采购干预可以在施工开始前将嵌入式碳减少多达30%[1]、[8]、[9]、[10]、[11]，这代表了实现全球气候目标的一个重大机会。

在像土耳其这样快速城市化的国家，建筑行业占国家排放量的30%——这一挑战在土耳其国家能源计划的脱碳目标中得到了明确体现[12]——这种忽视威胁到了环境稳定性[13]。本研究通过土耳其的案例来探讨这一挑战，土耳其是一个研究由中小微企业驱动的建筑行业中系统性挑战的典型例子[14]、[15]。虽然阿姆斯特丹和内罗毕等城市已经开始采用预建设阶段的脱碳措施，但土耳其的建筑行业受到系统性障碍的阻碍：利益相关者协调不力、政策空白以及数字工具采用缓慢[3]、[16]、[17]。这些孤立的技术解决方案往往达到一个“停滞期”，在我们的概念模型中有所体现（见图1），其影响受到缺乏系统性整合的限制。本研究认为，克服这一停滞期不是找到更好的单一工具的问题，而是通过配置方法激活专业知识、政策和利益相关者承诺之间的协同作用[18]、[19]。

传统的分析方法，如生命周期评估（LCA）或回归分析，往往无法捕捉这些复杂的非线性相互作用，从而限制了它们在设计有效系统政策方面的实用性[20]、[21]。

该模型展示了传统的以变量为中心的方法如何导致脱碳努力的停滞（“技术解决方案的停滞期”）。相比之下，配置方法（QCA-ABM）旨在激活各种条件之间的协同作用，推动系统超越关键的转折点，进入系统转型的阶段。

传统的以变量为中心的方法不适合这一现实。如表1所示，LCA和回归分析等方法在结构上无法识别驱动系统变革的因果配置。真正的障碍不仅仅是文献中的“空白”，而是一种根本的方法论缺陷，即未能解决配置复杂性。这种对线性模型的依赖延续了一种错误的理解，实际上将行业困在了“技术解决方案的停滞期”。这种关键的重新框架思考，超越了简单的“发现问题”，深入探讨了该领域的核心假设[22]，从而引出了我们的研究问题：

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RQ1：哪些数字工具、利益相关者承诺、政策和专业知识的协同配置能够实现系统的脱碳准备状态？

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RQ2：这些配置如何克服预建设阶段的系统性障碍，加速脱碳进程？

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RQ3：激励措施和专业知识如何动态互动，以促进利益相关者采用低碳实践？

为了回答这些问题，我们开发并验证了一个结合了Crisp-Set定性比较分析（$\mathrm{csQCA}$）和基于代理的建模（ABM）的新框架。这种方法通过首先识别有效的方法——即实现高准备状态的具体、相互依赖的路径——然后动态模拟这些配置如何随时间响应政策而演变，揭示了关键的转折点，并明确了变革的速度。

学术基础概述

建筑行业对全球碳排放有着深远的影响，每年贡献约40%[1]，因此在实现全球净零目标中起着关键作用[6]。在这一领域中，预建设阶段——包括设计、材料选择和采购——成为脱碳的一个关键但尚未充分探索的杠杆，尤其是在快速城市化的地区。这篇文献综述综合了基础理论和最新进展，以阐明

研究方法：配置方法和系统动态方法

为了克服土耳其预建设阶段脱碳问题长期被忽视的情况，本研究开发并验证了一个新的方法论框架，用于评估准备状态并绘制系统转型的路径。脱碳政策和建筑管理的复杂性要求超越传统的线性因果方法。因此，我们结合了两种强大的方法：Crisp-Set定性比较分析（$\mathrm{csQCA}$）和基于代理的建模（ABM）。

发现：从静态路径到动态转型

本节综合了我们的发现，从Crisp-Set定性比较分析（$\mathrm{csQCA}$）确定的静态因果路径，到基于代理的建模（ABM）揭示的动态转型。

讨论

我们的发现表明，预建设阶段的脱碳是一个配置问题，而不是线性优化问题。我们的综合框架$\mathrm{csQCA}-AB$超越了以往的应用，提供了一个动态的、因果的、预测性的系统变革模型。通过这样做，它解决了该领域核心线性假设的深层“问题化”问题，超越了单纯的“填补空白”研究[22]。

本研究的主要理论贡献是提出了一个新的

结论与政策意义

本研究提出了一个基于证据的、具有变革性的预建设阶段脱碳框架。基于土耳其的数据集，我们的发现表明，要克服行业长期存在的“停滞期”，需要从孤立的技术解决方案转向以建筑专业知识为中心的综合性方法。我们验证的模型表明，协同政策包可以加速脱碳进程超过十年。

CRediT作者贡献声明

Mehmet Nurettin U?ural：撰写——审稿与编辑、验证、监督、项目管理。Seyedarash Aghili：撰写——初稿、可视化、软件、资源、方法论、调查、正式分析、数据整理。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。