城市住宅建筑全寿命周期碳排放研究

作者简介：景真燕（1991-），女，四川自贡人，重庆交通大學管理学院硕士生，研究方向：项目管理。

摘要：本文结合建筑全寿命周期理论、选择应用碳排放量化方法来研究典型城市住宅碳排放问题，给出了住宅建筑全寿命周期碳排放计算模型，分析影响其各阶段碳排放的因素，以此提出城市住宅建筑节能减排的措施和改进对策的建议。

关键词：全寿命周期；碳排放；影响因素；改进对策

1.引言

全球气候变化是人类迄今为止所面临的最为严重的环境问题，2013年政府气候变化专门委员会（IPCC）发布的气候变化第五次评估报告得出，人类活动是20世纪中期以来全球变暖的主要原因。而全球气温升高造成大范围积雪、冰融化和海平面上升。温室气体则是引起全球变暖的最主要原因，温室气体包括CO2、CH4、N2O等气体，其中CO2对全球温室效益贡献率最大。而建筑业是一个需要大量资源和能源消耗的产业。据统计，中国能耗总量的27.5%是来自建筑业。随着经济社会的飞跃发展与城镇化速度的推进，城市人口的快速增加，城市化面积不断增大。为满足日益增长的城市人口需求，建筑总量不断增加，尤其是城市住宅建筑。因此，住宅建筑的节能减排对缓解全球能源危机和控制气候变暖意义重大。

2.城市住宅建筑全寿命周期碳排放计算模型

2.1各阶段碳排放来源

本文将本文将城市住宅建筑全寿命周期划分为建造施工阶段、使用维护阶段、拆除回收阶段三个阶段。在建造施工阶段中建筑材料的生产、机械、设备的使用以及材料运输会消耗能源，产生碳排放。在使用维护阶段包括建筑运营阶段中建筑照明、采暖、通风、空调等建筑设备能源的消耗。在拆除回收阶段中，由于建筑物拆除是由于爆破等使用的的施工机具会产生碳排放、以及回收产生的负碳排放量。

2.2寿命周期碳排放计算模型

2.2.1建造施工阶段

施工建造阶段碳排放来源包括建筑材料生产、建筑材料、构件、设备的运输、施工机械设备的使用、施工现场的管理活动过程产生的碳排放。其碳排放量计算模型：

EJZ=EJC+EJX+EXC

式中，EJZ为建造施工阶段碳排放量（tCO2）；EJC、EJX、EXC分别为建材生产、运输机械台班、施工现场管理活动碳排放量（tCO2）。

EJC=∑i=ni=1（AMZTi×fZTi）+∑i=ni=1（AMWHi×fWHi）+∑i=ni=1（AMTCi×fTCi）

式中AMZTi、AMWHi、AMTCi分别为建筑主体结构、维护结构、填充结构材料用量（t），fZTi、fWHi、fTCi为建筑主体结构材料、维护结构、填充结构材料碳排放因子，i—建筑材料种类。

EJX=∑i=ni=1（AMJXi×fJXi）

式中AMJXi为建筑施工、运输机械台班使用量（台班），fJXi为建筑施工、运输机械台班碳排放量因子，i为建筑施工、运输机械种类

EXC=∑i=ni=1（AMXCi×fXCi）

式中AMXCi为建筑施工现场管理活动能源消耗量（t/kwh），fXCi为能源碳排放因子，i为建筑现场管理活动能源消耗种类。

2.2.2城市住宅建筑使用维护阶段

城市住宅建筑使用维护阶段包括使用过程和维护过程，其碳排放量计算模型：

ESYWH=ESY+ETH

式中ESYWH为建筑使用维护阶段碳排放量（tCO2），ESY、ETH为建筑使用过程、设备材料更替过程碳排放量（tCO2）。

ESY=∑i=ni=1（AMSYMi×fSYMi）+∑i=ni=1（AMSYYi×fSYYi）+∑i=ni=1（AMSYQi×fSYQi）+∑i=ni=1（AMSYDi×fSYDi）+∑i=ni=1（AMSYSi×fSYSi）

式中AMSYMi、AMSYYi、AMSYQi、AMSYDi、AMSYSi分别为建筑使用过程煤、燃油、燃气、电（kwh）、水能源消耗量（t），fSYMifSYYifSYQifSYDifSYSi分别为煤、燃油、燃气、电、水能源碳排放因子，i—建筑设备种类。

ETH=∑i=ni=1（AMTHJCi×fTHJCi）

式中AMTHJCi为建筑使用维护阶段替换材料、设备使用量（t），fTHJCi为替换材料、设备碳排放因子，i为替换材料、设备建筑设备种类。

2.2.3建筑拆除回收阶段

建筑拆除回收阶段包括建筑拆除过程与建材回收过程，其碳排放量计算模型如下：

ECSHS=ECS-EHS

式中ECSHS为建筑拆除回收阶段碳排放量（tCO2），ECS、EHS为建筑拆除过程、回收过程碳排放量（tCO2）。

ECS=∑i=ni=1（AMCSMi×fCSMi）+∑i=ni=1（AMCSYi×fCSYi）+∑i=ni=1（AMCSQi×fCSQi）+∑i=ni=1（AMCSDi×fCSDi）+∑i=ni=1（AMCSSi×fCSSi）

式中AMCSMi、AMCSYi、AMCSQi、AMCSDi、AMCSSi分别为建筑拆除过程煤、燃油、燃气、电（kwh）、水能源消耗量（m3），fCSMi、fCSYi、fCSQi、fCSDi、fCSSi分别为煤、燃油、燃气、电、水能源碳排放因子，i为建筑拆除结构种类。

EHS=∑i=ni=1（AMHSi×η×fHSi）

式中AMHSi为建筑回收材料量（t），η为建筑材料回收系数，fHSi为建筑回收材料碳排放因子，i—回收材料种类。

3.碳排放影响因素分析

3.1建造施工阶段

建造施工阶段影响因素众多主要包括建筑结构类型、建筑层高、建筑面积、选择低能耗材料情况、施工机械选择、能耗使用效率、运输方式、运输距离、工人操作技能、施工管理、施工企业资质等。

3.2使用维护阶段

为维持建筑的使用功能而采取了通风、照明、采暖、制冷、电梯等系统设备，其运行产生大量能耗和碳排放。其能源结构、能源消费强度、居民消费水平、人口密度、建筑面积等都是影响使用维护阶段碳排放的重要因素。

3.3拆除回收阶段

拆除回收阶段碳排放包括拆除阶段能耗碳排放以及回收阶段负碳排放。其影响因素包括拆除方式、建筑类型、建筑面积、建筑层数、运输方式、废弃物处理方式、机械选择、回收材料系数等。

4.城市住宅建筑低碳对策分析

4.1推广低碳施工先进技术和低碳施工管理体系

实现建筑施工低碳化，需借鉴国、国内先进经验，引进先进技术与设备，优化能源结构，积极推动太阳能、风能、地热能等清洁能源在施工过程中的应用。同时要依靠政府的行政手段，使用国家和行业推荐的节能降耗的产品，如施工现场全面使用节能照明灯，选用高效机械设备等。建立系统科学的低碳施工管理体系，有助于提高提高施工管理水平，根据施工现场实际情况，做出合理的施工规划、选择最优的施工方案。同时各参与方应以积极配合与监督施工企业现场的低碳施工执行情况。

4.2推动建筑能源价格改革

通过推动建筑能源价格改革，由按面积收费向按热量收費的同时，改革现行单一的价格政策，推行阶梯价格等价格制度。另一方面，增加对低碳能源的价格补贴，降低低碳能源的使用成本，促进建筑能源需求结构的清洁化、低碳化。

4.3培育居民低碳意识

从相关调查来看，住宅居民低碳意识均较薄弱。为此，可以采取创新宣传方式、加强示范引领、发挥社会低碳组织的力量等方式，支持社会力量建立低碳社团等社会组织，鼓励社会组织开展宣传低碳意识、培育低碳文化的各类活动，营造先进的低碳意识与低碳理念。

5.结语

本文通过分析城市住宅建筑全寿命周期碳排放来源，研究其个阶段碳排放计算模型，更进一步分析其碳排放影响因素。论述住宅建筑建筑节能减排对策，为我国住宅建筑碳排放测算以及低碳住宅建筑提供一定参考。（作者单位：重庆交通大学管理学院）

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