绿色建筑全寿命周期碳排放总量的计算研究

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　　摘    要：近年来，建筑业消耗了大量的自然资源。在建造、使用和拆除过程中，对能源的消耗及固体废弃物的处理带来了巨大的温室气体排放量。因此，建设绿色建筑迫在眉睫。本文在借鉴相关研究的基础上，分析了绿色建筑的运行机理。在此基础上，分析了绿色建筑的规划设计方案，为低碳建筑全寿命周期中使用维护阶段的碳排放测算提供了数据基础。建筑物的碳排放量是绿色建筑目标能否实现的首要指标。本文从全寿命周期的角度进行绿色建筑物碳排放测评方法的研究，分别对设计阶段、安全施工阶段、使用维护阶段、拆除清理阶段的碳排放量进行计算，构建了全寿命周期碳排放测算模型，实现了绿色建筑碳排放的定量化、可视化和智能化，为全寿命周期的绿色建筑的健康、迅速发展提供了技术保障和强大的指导。
　　关键词：碳排放;测算;全寿命周期;绿色建筑
　　1  引言
　　在全球性气候变化的背景下，建筑作为能源消耗和碳排放的主体引起的关注与日俱增。建筑消耗了能源资源，并导致了碳排放。在建筑建造、使用和拆除过程中，能源和资源的消耗及固体废弃物的处理带来了巨大的碳排放量。随着全球的可持续发展观念的推广，全球都开展了大量的绿色低碳研究和实践。相关的法律法规和节能技术也在不断地完善。当前我国低碳建设的发展还处于探索阶段，为使中国建筑可持续发展，绿色建筑的建设势在必行。绿色建筑的研究是在碳排放测算方法的基础上进行的。因此，需要建设一种通用可行的建筑碳排放量计算方法，与此同时将数据公开化，寻求有效的评价体系和方法，并且实现绿色建筑的信息集成化和智能化，为绿色低碳建筑的健康发展提供实践指导。
　　2  讨论
　　2.1  绿色建筑
　　绿色建筑是指建筑具有可持续发展的特性，在建筑项目从开始到结束的整个寿命周期内，通过科学合理的设计规划，通过使用新技术、新材料、新工艺来减少建筑对传统化石能源的需求，提高能源使用效率，最终实现较低的温室气体排放的建筑物。其目标是在建筑全生命周期内尽量节能减排，减少对气候变化的影响。绿色建筑主要特点为：节能、环保、绿色、低排放。
　　2.2  绿色建筑的全寿命周期
　　绿色建筑的评价范围较广，多采用全生命周期评价的观点。全寿命周期评价是一种新型的环境影响评价技术和方法体系，是对建筑物从设计到拆除的全过程所涉及的资源消耗和环境影响问题进行定量评价的方法。它是将某一产品在其寿命周期内的输入输出和潜在环境影响的综合性评价。建筑物全寿命周期碳排放可以分为四个阶段进行计算，分别是：建筑物规划设计阶段碳排放、建筑物施工安装阶段碳排放、建筑物使用维护阶段碳排放和建筑物拆除清理阶段碳排放。
　　2.3  绿色建筑物碳排放测算方法
　　目前，对建筑物碳排放的测算主要采用三种方法：实测法、物料衡算法和排放系数法。
　　2.4  全寿命周期碳排放量化
　　传统上，我们可以将建筑物全寿命周期分为规划设计阶段、施工安装阶段、使用维护阶段以及拆除清理阶段。每个阶段都有其碳排放的独特性，独特的来源和独有的计算方式。
　　3  绿色建筑全寿命周期碳排放的计算
　　3.1  计算概述
　　能源碳排放因子是表征某种能源温室气体排放特征的重要参数，同时也是計算碳排放量的基础数据之一。将所有的能源和碳排放量建立联系，方便计算。
　　碳排放因子包括：
　　（1）化石能源碳排放因子。根据能源种类的不同，结合因子差异，进行了整理。主要有煤炭、石油、天然气
　　（2）电力。建筑物材料生产过程中都要直接或间接的消耗电能，因此，使用电能而引起的碳排放量与电力的消耗也有关系。对于电力的碳排放系数而言，更多的取决于发电过程中的能源结构。电力来源主要划分为以下几种类型;①水力发电;②风力发电;③火力发电;④核能发电。
　　（3）建材单位碳排放。从材料的全寿命周期考虑，在计算材料碳排放的过程中，必须将材料的可再生性考虑在内。对于建筑材料而言，有较大可再生性的材料主要包括钢材、混凝土、砖石、非铁金属、玻璃以及木材。
　　（4）机械设备台班能源消耗因子。对于机械设备的碳排放，因为施工阶段的机械设备的使用与施工方案与承建商技术水平和管理水平有直接的关系。机械主要包括土石方及筑路机械、打桩机械、起重机械、水平运输机械、垂直运输机械、混凝土及砂装机械、加工机械、泵类机械、焊接机械、动力机械、地下工程机械。
　　3.2  计算框架
　　（1）划分建筑物全寿命周期四个阶段。（2）确定各个阶段的碳排放的统计对象。（3）建立各个阶段碳排放量的计算清单。
　　对于不同的排放来源找到其对应的计算因子，两者结合，就能够计算出具体建筑物全寿命碳排放量。
　　3.3  计算步骤
　　第一步：建筑物规划设计阶段碳排放计算。第二步：建筑物施工安装阶段碳排放计算。第三步：建筑物使用维护阶段碳排放计算。第四步：建筑物拆除清理阶段碳排放计算。
　　由建筑物全寿命周期理论，可得建筑物全寿命周期碳排放的计算公式，见公式1：
　　[Ctot=Cde+Cerect+Coccup+Cdisp]
　　式中：
　　[Ctot]——为建筑物全寿命周期的碳排放总量，单位kg;
　　[Cde]——为建筑物在规划设计阶段的碳排放量，单位kg;
　　[Cerect]——为建筑物在施工安装阶段的碳排放量，单位kg;
　　[Coccup]——为建筑物在使用维护阶段的碳排放量，单位kg;
　　[Cdisp]——为建筑物在拆除清理阶段的碳排放量，单位kg。
　　3.4  各阶段碳排放计算特点 　　3.4.1  规划设计阶段碳排放计算特点
　　在设计规划阶段，产生的碳排放从空间划分主要为办公区和生活区，其来源主要为照明耗电、空调设备耗电以及其他的耗能。可以汇总为能源的消耗和电力消耗。
　　3.4.2  施工安装阶段碳排放计算特点
　　在建筑物施工安装阶段，碳排放来源多，在测算的时候需要分空间分种类进行统计。需要考虑的是原材料的全寿命周期所带来的碳排放，根据对应的系数，计算出其碳排放。
　　3.4.3  使用維护阶段碳排放计算特点
　　对于建筑物使用维护阶段而言，其碳排放的来源主要来自与办公区以、生活区以及公共区的耗能耗电。在计算的时候更多的是考虑年均一般情况下建筑物各个空间以及所有设备产生的耗能耗电量，转化为碳排放，然后乘以相应的使用年限。
　　3.4.4  拆除清理阶段碳排放计算特点
　　建筑物在拆除清理阶段，产生的碳排放空间还是与使用维护阶段相近。
　　4  结论
　　由于建筑业的不断发展，信息化技术被越来越多的应用。本文通过分析以及对全寿命周期碳排放测算方法的研究得出：绿色建筑碳排放总量是建筑物低碳目标实现与否的首要指标。而碳排放测算的前提是理清建筑物各个阶段的碳排放来源。本文着力于建立绿色建筑全寿命周期的碳排放测算体系，首先对绿色建筑碳排放的数据进行了整理，建立了初步的碳排放数据库，然后建立了绿色建筑全寿命周期碳排放的计算，最后将建筑物从设计阶段到最后拆除清理阶段，全寿命期的碳排放均加以计算分析。不仅能够得到建筑物全寿命期的碳排放的准确数量，还能够分阶段进行分析，得出每个阶段不同碳排放来源带来的排放量，对需要减少碳排放量的对象进行更加准确的定位。因此，具有非常重要的意义。我们应进一步完善低碳节能技术体系，建立动态的绿色建筑节能技术库，进行建筑物全寿命周期环境影响评价，实现绿色建筑认证评估的信息化。
　　参考文献：
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　　[3] 张智慧，尚春静，钱坤.建筑生命周期碳排放评价[J].建筑经济，2010（2）：44～46.
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