來(lái)源：四川建筑 2022年3期

　　作者：孔繁藝; 熊海亭; 嚴(yán)歡

　　[摘 要]：文章以四川省廣元市某鋼框架建筑群為例，分析基于節(jié)能設(shè)計(jì)的建筑全生命周期內(nèi)的碳排放強(qiáng)度。結(jié)果顯示，節(jié)能設(shè)計(jì)能夠顯著減少該建筑群全生命周期碳排放量，節(jié)能減排效果明顯。

　　[關(guān)鍵詞]：建筑碳排放; 生命周期評(píng)價(jià); 節(jié)能設(shè)計(jì)

　　建筑碳排放主要指的是建筑物全生命周期溫室氣體的排放總量，包括與其有關(guān)的建筑設(shè)計(jì)、建材生產(chǎn)及運(yùn)輸、建造及拆除、運(yùn)行階段產(chǎn)生的溫室氣體排放[1]。建筑碳排放計(jì)算方法主要有實(shí)測(cè)法、物料衡算法、排放系數(shù)法和模型法等[2]。通常來(lái)說(shuō)，建筑設(shè)計(jì)階段的碳排放量較少，因此住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的GB T51366-2019《建筑碳排放計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》[3]忽略了該階段的碳排放，并基于碳排放因子的排放系數(shù)法計(jì)算建筑物全生命周期溫室氣體的排放量。李靜等[4]研究了北京市某剛框架結(jié)構(gòu)廠房全生命周期的碳排放強(qiáng)度。陳莎等[1]對(duì)比了北京市某辦公樓和教學(xué)樓全生命周期的碳排放量。王晨楊[5]研究長(zhǎng)三角地區(qū)某高層辦公建筑全生命周期內(nèi)的碳排放量。葛小榕[6]研究了大連市某大型辦公建筑年單位面積碳排放量。李遠(yuǎn)釗等[7]對(duì)比了天津市29棟高層辦公建筑生命周期內(nèi)的碳排放量。秦驁等[8]研究了成都某地鐵車站全生命周期碳排放研究。研究發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)、不同類型建筑全生命周期碳排放差異較大。更為重要的是，近來(lái)年各地方相繼發(fā)布并執(zhí)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[9-10]，但少有研究分析采用節(jié)能設(shè)計(jì)前后建筑物全生命周期碳排放量的變化，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)在建筑碳減排方面的效果難以量化。

　　本文以四川省廣元市某鋼框架建筑群為研究對(duì)象，分別計(jì)算該建筑群基于節(jié)能設(shè)計(jì)和基于非節(jié)能設(shè)計(jì)的全生命周期內(nèi)的碳排放量和構(gòu)成，以便量化建筑節(jié)能設(shè)計(jì)在建筑節(jié)能減排方面的成效。該建筑群包括1座綜合辦公樓、1座綜合倒班樓、1座輔助用房、2座值班室。

　　相關(guān)碳排放計(jì)算方法及碳排放因子選取主要參考GB T 51366-2019《建筑碳排放計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》[3]， 以下統(tǒng)一簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)。

　　1 建筑碳排放的計(jì)算基礎(chǔ)

　　1.1 碳排放計(jì)算單位

　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，建筑物碳排放計(jì)算應(yīng)以二氧化碳當(dāng)量(CO2e)表示。由于不同溫室氣體導(dǎo)致地球溫室效應(yīng)的強(qiáng)度有所不同，為統(tǒng)一度量不同氣體的溫室效應(yīng)結(jié)果，將各種溫室氣體(包括二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟碳化物和六氟化硫)按二氧化碳的排放量進(jìn)行折算。

　　1.2 碳排放因子

　　碳排放因子指的是消耗單位質(zhì)量能源或者單位體積建筑材料所產(chǎn)生溫室氣體的排放量，是建筑碳排放計(jì)算的基礎(chǔ)。本文采用的碳排放因子根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)附錄A～附錄E。

　　1.3 碳排放計(jì)算邊界

　　建筑碳排放計(jì)算邊界指的是與建筑物有關(guān)的建筑設(shè)計(jì)、建材生產(chǎn)及運(yùn)輸、建造及拆除、運(yùn)行及維護(hù)階段產(chǎn)生的溫室氣體排放量之和。

　　2 建筑全生命周期碳排放計(jì)算

　　在計(jì)算建筑全生命周期碳排放時(shí)，將其整個(gè)生命周期分為建筑設(shè)計(jì)、建材生產(chǎn)、建材運(yùn)輸、建筑建造、建筑運(yùn)行、建筑拆除共計(jì)6個(gè)階段分別進(jìn)行碳核算，并匯總得到整個(gè)生命周期碳排放量。需要注意的是，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在評(píng)價(jià)建筑物碳排放強(qiáng)度時(shí)，需要以其全生命周期內(nèi)單位建筑面積的碳排放量為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。因此，建筑全生命周期碳排放量按式(1)計(jì)算：

　　C=CSJ+CSC+CYS+CJZ+CM+CCCA(1)

　　式中：C表示建筑全生命周期內(nèi)單位建筑面積的碳排放量(kgC02e/m2);CSJ、CSC、CYS、CJZ、CM、CCC分別表示建筑設(shè)計(jì)、建材生產(chǎn)、建材運(yùn)輸、建筑建造、建筑運(yùn)行和建筑拆除階段的碳排放量(kgC02e);A表示建筑面積(m2)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，納入計(jì)算的主要建筑材料總重量不應(yīng)低于建筑中所耗建材總重量的95%，重量比小于0.1%的建筑材料可不計(jì)算。雖然采用節(jié)能設(shè)計(jì)和非節(jié)能設(shè)計(jì)的建筑材料可能有所不同，但生產(chǎn)這些建筑材料過(guò)程中的碳排放差異其實(shí)不大，因此本文主要考慮建筑節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)建筑運(yùn)行階段碳排放量的影響，其他階段的碳排放量相同。

　　2.1 建筑設(shè)計(jì)階段碳排放

　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，建筑設(shè)計(jì)階段碳排放量忽略不計(jì)(CSJ=0)。

　　2.2 建材生產(chǎn)階段碳排放

　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，建材生產(chǎn)階段碳排放應(yīng)按式(2)計(jì)算：

　　CSC=∑ni=1MiFi

　　(2)

　　式中：CSC表示建材生產(chǎn)階段的碳排放量(kgCO2e);Mi表示第i種主要建材的消耗量;Fi表示第i中主要建材的碳排放因子(kgCO2e/單位建材數(shù)量)，按標(biāo)準(zhǔn)附錄D取值。

　　2.3 建材運(yùn)輸階段碳排放

　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，建材運(yùn)輸階段碳排放應(yīng)按式(3)計(jì)算：

　　CYS=∑ni=1MiDiTi(3)

　　式中：CYS表示建材運(yùn)輸過(guò)程的碳排放量(kgCO2e); Mi表示第i種主要建材的消耗量(t);Di表示第i種建材平均運(yùn)輸距離(km);Ti表示在第i種建材的運(yùn)輸方式下，單位重量運(yùn)輸距離的碳排放因子[kgCO2e/(t·km)]。

　　2.4 建筑建造階段碳排放

　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，建筑建造階段的碳排放量應(yīng)按式(4)計(jì)算：

　　CJZ=∑ni=1EJZ，iEF，i

　　(4)

　　式中：CJZ表示建筑建造階段的碳排放量(kgCO2e);EJZ，i表示建筑建造階段第i種能源總用量(kWh或kg);EF，i第i類能源的碳排放因子(kgCO2e/kWh或kgCO2e/kg)，按標(biāo)準(zhǔn)附錄A確定。

　　2.5 建筑運(yùn)行階段碳排放

　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，建筑運(yùn)行階段碳排放量應(yīng)根據(jù)各系統(tǒng)不同類型能源消耗量和不同類型能源的碳排放因子確定，建筑運(yùn)行階段單位建筑面積的總碳排放量應(yīng)按式(5)計(jì)算：

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