基于全生命周期的建筑工程碳排放计算模型

为核算建筑全生命周期的碳排放量,将建筑生命周期分为设计阶段、物化阶段、使用维护阶段与拆除回收处理阶段,将建筑全生命周期的碳排放活动归结为能源、建筑材料、机械的碳排放,在求出每单位能源、建筑材料、机械的碳排放量的基础上,运用碳排放因子方法计算二氧化碳排放量,并给出具体计算公式,构建全生命周期碳排放核算模型。结合具体实例进行实证应用,简要分析了各阶段的碳排放量比例,为建筑业的碳排放核算研究提供参考。     

建筑全生命周期碳排放量计算模型

建立建筑全生命周期碳排放量计算模型,定量研究生产、运输、建造、运行、拆除和回收不同阶段的碳排放量,并以上海某公共建筑为案例,进行了建筑全生命周期碳排放量的计算,结果表明,该建筑全生命周期单位面积碳排放量指标为2.72 t/m2,运行期间的建筑碳排放量在建筑全生命周期碳排放量占比最高,其次为建材生产阶段.降低运行阶段的能源需求,选择可再循环和碳排放因子小的建材、减少建筑材料的使用和浪费有助于降低建筑全生命周期碳排放量.该模型的建立,可为建筑全生命周期碳排放计算提供依据,为优化设计方案、建造方案和运行方案提供方法指导.     

建筑全生命周期碳排放量计算模型

建立建筑全生命周期碳排放量计算模型,定量研究生产、运输、建造、运行、拆除和回收不同阶段的碳排放量,并以上海某公共建筑为案例,进行了建筑全生命周期碳排放量的计算,结果表明,该建筑全生命周期单位面积碳排放量指标为2.72 t/m2,运行期间的建筑碳排放量在建筑全生命周期碳排放量占比最高,其次为建材生产阶段.降低运行阶段的能源需求,选择可再循环和碳排放因子小的建材、减少建筑材料的使用和浪费有助于降低建筑全生命周期碳排放量.该模型的建立,可为建筑全生命周期碳排放计算提供依据,为优化设计方案、建造方案和运行方案提供方法指导.     

建筑全生命周期碳排放量计算模型

建立建筑全生命周期碳排放量计算模型,定量研究生产、运输、建造、运行、拆除和回收不同阶段的碳排放量,并以上海某公共建筑为案例,进行了建筑全生命周期碳排放量的计算,结果表明,该建筑全生命周期单位面积碳排放量指标为2.72 t/m2,运行期间的建筑碳排放量在建筑全生命周期碳排放量占比最高,其次为建材生产阶段.降低运行阶段的能源需求,选择可再循环和碳排放因子小的建材、减少建筑材料的使用和浪费有助于降低建筑全生命周期碳排放量.该模型的建立,可为建筑全生命周期碳排放计算提供依据,为优化设计方案、建造方案和运行方案提供方法指导.     

不同结构住宅建筑物化阶段碳排放对比分析

采用碳排放系数法,选取夯土、砖混、框剪、剪力墙等四种结构类型住宅建筑,计算其物化阶段的单位面积、单位工期碳排放量和单位面积、单位使用年限碳排放量.结果表明:就单位面积、单位工期碳排放而言,夯土住宅最低,砖混住宅最高;就单位面积、单位年限碳排放而言,夯土住宅最低,框剪和剪力墙住宅较高且比较接近;就建筑材料碳排放比例而言,钢材所占比例最高,其中在框剪和剪力墙住宅建筑中高达60％以上.     

办公建筑物化阶段CO_2排放研究

建筑物化阶段的CO2排放时间集中、绝对量大,是建筑节能减排的研究重点。构建了办公建筑物化阶段CO2排放的计算模型,包括建材、设备生产与运输的CO2排放,以及施工过程的CO2排放。利用该计算模型,分析计算了78栋办公建筑物化阶段的CO2排放量。平均来看,物化阶段的碳排放量为326.75kg/m2;随着建筑高度的增加单位面积碳排放明显增加,超高层建筑的单位面积碳排放量是多层建筑的1.5倍;土建工程的碳排放量占到物化阶段的75%左右,而钢筋、混凝土、砂浆、墙体材料的碳排放量占到了土建工程的80%以上。分别以建筑层数和建材用量为自变量做了办公建筑物化阶段CO2排放量的预测模型,通过统计学的分析对比,发现以钢筋、混凝土和墙体材料为自变量的预测公式可以很好地预测建筑物化阶段的碳排放。     

基于SVR的高层办公建筑全生命周期碳排放预测模型——以天津地区为例

高层办公建筑体量大、能耗高、碳排放基量大,已成为公共建筑节能减排的重点。根据建筑全生命周期碳排放评价体系,将高层办公建筑全生命周期划分为4个阶段:建材生产、建筑施工、运行维护和拆解回收;梳理了各阶段的碳排放因子,将"年单位建筑面积碳排放量kgCO_2/(m~2·a)"作为碳排放计量参数,以消除使用年限、建筑规模不同的影响,便于开展计算结果的平行比较;进一步创建了高层办公建筑全生命周期碳排放计算模型。基于模型计算了天津市29栋高层办公建筑全生命周期的碳排放量,结果在48.3～66.1 kgCO_2/(m~2·a)之间,其中"运行维护"阶段碳排放占比最大,达到89.3%,其次是"建材生产"阶段,占比10.4%,"建筑施工"阶段碳排放与"拆解回收"阶段减碳量可相互抵消而忽略不计。运用SVR(支持向量回归机)模型,对碳排放计算结果与影响变量进行拟合分析,构建出高层办公建筑全生命周期碳排放预测模型,预测模型得出的训练样本(22栋)、测试样本(7栋)碳排放值与实际值相关系数分别为0.85和0.95,模型预测性能良好。该预测模型通过输入4个影响变量数据,即可得碳排放量预测值,能够极大地降低运算时间和工作量,实现了设计师在高层办公建筑设计初期阶段方便快捷的预测碳排放。     

住宅形态与碳排放相关性研究——以金堂县为例

碳排放效率优化是实现低碳城市建设的重要途径。以金堂县居住区住宅建筑形态对单位面积碳排放影响为切入点,基于4个样本社区选取86栋住宅形态指标和3 256户住宅能耗统计数据,运用多元线性回归和机器学习方法在住宅形态层面分析了其对住宅单位面积碳排放的影响,并构建住区低碳规划指标表和碳排放预测模型。研究发现,金堂县居住区住宅体形系数、面宽进深比、梯户数均会对住宅碳排放产生显著影响,且不同层数梯度中影响趋势是不同的;住宅形态与碳排放之间并非简单的线性关系,而是随开发强度梯度变化的,通过机器学习模型可以很好地识别梯度变化下的重要影响因素,并定量化建立预测模型。因此,金堂县可以通过优化住宅形态降低住宅单位面积碳排放,提升碳排放效率,从而实现低碳城市建设。     

绿色居住建筑全生命周期碳排放研究

建筑领域碳排放占全社会总能耗的1/3,这仅仅是建筑运行使用过程,若考虑建筑全生命周期,比例将会更高。在现行的绿色建筑评价标准引导下,绿色建筑是否比普通建筑全生命周期更低碳,目前相关研究甚少。本项研究基于LCA理论,在总结前人研究基础上,明确绿色建筑全生命周期碳排放计算方法,并以天津生态城75栋绿色居住建筑为样本,计算并比较了不同星级绿色居住建筑全生命周期碳排放水平。结果表明,单位建筑面积年碳排放量为43-64kg CO2/m2·a,且碳排放水平与绿色建筑星级无明显关系。本项研究为建立天津地区建筑全生命周期碳排放清单数据库和评价体系提供支撑。     

对建筑楼宇碳排放量计算模型的探索

对建筑楼宇碳排放量的计算模型进行研究,将有助于评估建筑楼宇整个生命周期对环境的影响。本文对建筑的整个生命周期中各个阶段的二氧化碳排放量进行了探索,通过对建筑物材料及所耗能源数据进行收集与分析,获得不同建筑材料及能源碳排放系数。在前人研究的基础上,建立建筑物碳排放量的计算模型。通过案例分析,得到建筑使用和维护阶段中的碳排放量占到全生命周期的比例最大的结论。     

城市住宅建筑物化阶段建材碳排放研究

建筑的物化阶段具有碳排放时间集中、排放量大的特点,是应对气候变化和节能减排的关键阶段。因此通过界定建筑物化阶段碳排放的系统边界,采用简化的生命周期评价方法,可以在建筑方案设计中快速计算建筑物化阶段碳排放量。本文利用基于过程的清单分析方法,研究了129栋住宅建筑在物化阶段的建材碳排放量。统计结果显示,住宅建筑在物化阶段建筑材料的碳排放量按面积加权平均值为514.66 kg CO_2e/m~2。其中,钢、商品砼、墙体材料、砂浆、铜芯导线电缆、建筑陶瓷、PVC管材、保温材料、门窗和水性涂料十类建材的碳排放量达到了建筑物化阶段总建材碳排放量的99%,是物化阶段碳排放最为主要的建材。其中,土建工程中钢、商品砼和砂浆这几种主要建材碳排放量在砖混结构、剪力墙结构、框架结构和框剪结构的住宅建筑中趋势依次递增。在建筑方案设计中控制这十类建材的用量,选用低环境影响的建材产品可以有效降低建筑物化阶段的碳排放。     

不同结构类型建筑全生命周期碳排放比较

从可持续发展的战略考虑,选用对资源消耗尽可能少、对生态环境影响小、循环再利用率高的生态环境建筑材料,是21世纪发展新型建筑体系的大趋势。本文基于生命周期评价理论(LCA),建立建筑全生命周期碳排放的核算模型。同时,为探讨减少建筑碳排放的途径和合适结构类型、结构材料的选择,本文从重型结构(钢结构、钢筋混凝土结构)和轻型结构(木结构、轻钢结构)两种不同的结构类型及相应的结构材料入手,对其全生命周期的碳排放进行定量测算和对比分析。结果表明,每年单位建筑面积碳排放,轻型结构〈重型结构;木结构〈轻钢结构〈钢结构〈钢筋混凝土结构。     

工业化预制装配住宅的建筑全生命周期碳排放模型研究

通过对现有建筑全生命周期碳排放核算模型的研究,在其基础上结合工业化建造模式的规律和特点,重新划分建筑的全生命周期,共6个阶段。以工业化预制装配式住宅为例,建立基于全流程控制的工业化建造模式的建筑全生命周期碳排放核算模型,使其科学化、系统化、精确化,实现碳排放计算的可控性和可操作性,从而为国家节能减排的发展战略提供技术支撑。     

住宅建筑生命周期碳排放研究综述

本文从住宅建筑生命周期碳排放的阶段划分和计算2个方面入手,介绍了近年来国内外住宅建筑生命周期碳排放的研究进展,得到了2点基本认识:一是传统的线性生命周期阶段划分已经不能满足可持续发展的要求,需要在消耗型建筑生命周期中加入循环的概念;二是在计算住宅建筑碳排放时,为了保证其完整性和准确性,应侧重主要排放阶段,并考虑建筑以外的一些影响因素.据此,笔者认为,我国住宅建筑生命周期碳排放的阶段可以划分为原材料生产、建筑施工、建筑使用、维护、建筑的废弃和处理5个阶段.在计算碳排放时,应将重点放在建筑使用阶段,可忽略建筑施工阶段,同时还应注意科技发展对不同阶段碳排放量变化的影响,以及建筑废物回收和住区绿地的负碳排放效应.     

夏热冬暖地区建筑生命周期碳排放及减排策略碳排放及减排策略研究

基于生命周期评价理论,构建建筑全生命周期碳排放核算模型。以厦门市学生宿舍、居民住宅及公共建筑为案例进行实证研究,总结三类建筑碳排放的共性,进而提出不同功能建筑的减排策略。     

深圳市建筑物碳排放脱钩及影响因素研究

建筑物碳排放是城市终端碳排放的重要组成部分。本研究以深圳市为案例,首先对深圳市建筑物碳排放进行测算,并利用Tapio脱钩模型分析了建筑物碳排放的脱钩状态,进而采用LMDI分解模型对深圳市公共建筑和居住建筑碳排放影响因素进行分析。结果表明,深圳市建筑碳排放呈现持续增长趋势,处于弱脱钩状态,第三产业增加值和单位居住建筑面积能耗值是建筑碳排放的主要增长因素,单位增加值的公共建筑面积和人均居住建筑面积是建筑碳排放的主要减缓因素。     

夏热冬暖地区建筑生命周期碳排放及减排策略研究

基于生命周期评价理论,构建建筑全生命周期碳排放核算模型.以厦门市学生宿舍、居民住宅及公共建筑为案例进行实证研究,总结三类建筑碳排放的共性,进而提出不同功能建筑的减排策略.     

住宅建筑碳排放分析及总量核算研究

我国建筑行业碳排放在总碳排放量中约占48％,其中住宅建筑碳排放量占主要部分.因此,住宅建筑碳排放研究对我国城市实现碳达峰目标至关重要.以天津市某住宅楼为研究对象,对住宅建筑全生命周期各阶段的碳排放进行分析,结合计算分析结果总结北方地区住宅建筑全生命周期碳排放特点.研究成果可为其他城市的住宅碳排放测算提供参考依据.     

多层混凝土结构建材阶段引入碳排放研究

以生命周期理论为基础,建立多层混凝土结构建材引入碳排放算法模型,并量化分析多层混凝土结构建材引入的碳排放量。结合具体案例进行计算,结果表明:多层混凝土结构单位面积主要建材引入碳排放为325.3 kg/m~2,其中钢材引入碳排放占比0.2%、混凝土空心砌块引入碳排放占比1.3%、加气混凝土砌块引入碳排放占比3.4%、混凝土引入碳排放占比95.1%。有效降低多层混凝土结构主要建材的引入碳排放,最重要的途径是有效降低建造用混凝土生命周期碳排放。     

基于保温结构一体化系统的建筑生命周期碳排放研究

保温结构一体化系统凭借其热工性能、与建筑同寿命等优势,可使建筑在一定程度上减少碳排放。本研究结合生命周期评价理论,选定保温结构一体化产物——增强复合岩棉条板保温系统为研究对象,以1 m²为单位进行了生产阶段的碳排放计算,并以西安市某住宅为例进行了与岩棉薄抹灰外保温系统的建筑生命周期碳排放核算与对比分析。结果表明,采用保温结构一体化系统的建筑可减少约1.61%,即30.5 kgCO₂e/m²的生命周期碳排放,同时可避免由于保温系统再次生产运输和施工所造成的人力物力的大量浪费,为建筑领域绿色发展做出显著贡献。