王曉丹（天津建科建筑節(jié)能環(huán)境檢測有限公司， 天津 300221）

2020 年我國提出“將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于 2030 年前達到峰值，努力爭取 2060 年前實現(xiàn)碳中和?！碧歼_峰、碳中和將是未來幾十年中國低碳發(fā)展的重要主線。

各地方、各行業(yè)、各主體圍繞推動實現(xiàn)“3060目標(biāo)”制訂并落實行動計劃，必須要做到心中有“數(shù)”，首要的“數(shù)”是各自的二氧化碳排放“數(shù)”。碳排放數(shù)據(jù)是建立在準(zhǔn)確規(guī)范的碳統(tǒng)計核算基礎(chǔ)上的。從整體來看，只要完整、準(zhǔn)確計算了產(chǎn)生端的二氧化碳排放就可以了解碳的總排放量情況。但是從局部看，如一個企業(yè)要想知道總排放量，不僅需要計算產(chǎn)生端的直接排放，而且要考慮輸入的電能或者其他加工過的原料中有多少碳的輸入。因此，碳的數(shù)據(jù)不僅僅是個“統(tǒng)計”問題，而且是“核算”問題，統(tǒng)稱為“統(tǒng)計核算”。

我國建筑行業(yè)碳排放約占總碳排放量的 40%，是實現(xiàn)雙碳目標(biāo)關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)。住宅建筑為了追求建筑舒適度，更為建筑行業(yè)減碳帶來了更大的挑戰(zhàn)。據(jù)《中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告 2018》統(tǒng)計，2016 年，我國住宅建筑碳排放已占到了建筑總碳排放量的 48%。可見住宅建筑的碳排放研究對我國實現(xiàn)雙碳目標(biāo)具有重要意義。

為了確定建筑各階段碳排放情況及比例特點，本報告以天津市某小區(qū)的一棟住宅樓工程為實例，應(yīng)用碳排放計算模型對其碳排放總量及單位建筑面積的年碳排放量進行計算。

1 研究綜述

1.1 項目概況

本報告研究對象為天津市某住宅小區(qū)中的一棟住宅樓，建筑面積 6 006.84 m2，地上 18 層，地下 1 層，檐口高 53.65 m。研究樓棟結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑層數(shù)18 層，一梯 4 戶，節(jié)能率 65%，采用水平裝配式施工工藝。項目熱源采用市政熱源，末端采用散熱器。采用高效節(jié)能照明光源、延時自熄型聲光控感應(yīng)開關(guān)，人走燈熄，地下室按區(qū)域分散控制。電梯采用變頻調(diào)速拖動方式及智能并聯(lián)控制。

1.2 研究邊界條件

建筑物在材料開發(fā)、生產(chǎn)、運輸，施工及拆除，運行及維護等各階段均產(chǎn)生碳排放，對環(huán)境造成影響，因此應(yīng)進行全生命周期碳排放計算，以此全面了解建筑物對自然界產(chǎn)生的影響。

根據(jù) GB/T 51366—2019《建筑碳排放計算標(biāo)準(zhǔn)》中3.0.3 條規(guī)定，建筑全生命期有多種不同劃分方法，本標(biāo)準(zhǔn)將其劃分為建筑材料生產(chǎn)及運輸、建造及拆除、建筑物運行3 個階段。本報告按此劃分進行碳排放量計算。

建筑全生命期有多種不同劃分方法，GB/T 51366—2019 將其劃分為建筑材料生產(chǎn)及運輸、建造及拆除、建筑物運行 3 個階段，根據(jù)所需計算建筑全生命期的不同階段的碳排放量。需要說明的是，目前國際上所說建筑碳排放主要指建筑物運行階段碳排放，GB/T 51366—2019 考慮建筑全生命期，也將建材生產(chǎn)及建筑物建造階段納入。

根據(jù) GB 50068—2018《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》中 3.3.1 條規(guī)定，建筑構(gòu)造的設(shè)計基準(zhǔn)應(yīng)為 50 a。本報告按建筑壽命為 50 a 計算。

2 建筑材料生產(chǎn)及運輸階段

2.1 計算方法

建材生產(chǎn)階段的碳排放按式（1）計算。

式中：CSC—建材生產(chǎn)階段碳（CO2）排放，kg；

Mi—第i種主要建材的消耗量；

Fi—第i種主要建材的碳（CO2）排放因子，kg/單位建材數(shù)量。

建材運輸階段的碳排放按式（2）計。

式中：CYS—建材運輸階段碳（CO2）排放，kg；

Di—第i種主要建材平均運輸距離，km；

Ti—第i種建材的運輸方式下，單位重量運輸距離的碳（CO2）排放因子，kg/（t·km）。

受建筑規(guī)劃、建筑功能的調(diào)整及經(jīng)濟的發(fā)展等因素的影響，實際建筑的使用壽命存在較大的差異；與此同時，建筑部件(如保溫材料、門窗)、建筑設(shè)備(如鍋爐、冷水機組)的使用壽命一般小于建筑的使用壽命，在建筑的全生命期內(nèi)存在更換的可能。表 1 列出了常用建筑設(shè)備使用年限。

表 1 常用建筑設(shè)備使用年限 單位：a

建筑設(shè)備的更換會產(chǎn)生能源消耗。通常而言，更換設(shè)備的性能發(fā)生改變會影響建筑物的碳排放強度，但是在設(shè)計階段難以預(yù)測，因此在計算過程中不考慮建筑設(shè)備性能改變對建筑強度的影響。

2.2 計算結(jié)果

本項目主要計算的為項目土建階段的建筑材料、構(gòu)件、部品從原材料開采、加工制造直至產(chǎn)品出廠并運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的碳排放量。項目為非全裝修住宅，缺少戶內(nèi)裝修材料的清單，故裝修階段的碳排放量暫未考慮。

表 2 為根據(jù)附件材料匯總表整理的示范項目建材生產(chǎn)廠家與相應(yīng)運輸距離。根據(jù)建筑可循環(huán)材料計算報告的項目工程量清單，整理了項目采用的建材情況，如表 3 所示。建筑材料生產(chǎn)及運輸階段的碳排放計算結(jié)果見表 3～表 4。

表 2 材料生產(chǎn)廠家及運輸距離 單位：km

表 3 建材生產(chǎn)階段碳排放量（2 號樓）

表 4 建材運輸階段碳排放量（2 號樓）

根據(jù)表 3、表 4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，則建筑材料生產(chǎn)及運輸階段碳（CO2）排放總量為 2 348.92 t。

3 施工建造與拆除階段

建造階段的能耗是指在建造階段各種施工機械、機具和設(shè)備使用的能耗，拆除階段碳排放主要是指場地內(nèi)拆除設(shè)備及運輸設(shè)備將建筑物肢解過程產(chǎn)生的能耗。

本報告中關(guān)于分析樓棟的施工機械種類及臺班數(shù)量均來自其預(yù)算書《單位工程人機材料匯總表》中，根據(jù)規(guī)范《裝配式建筑工程消耗量定額》和《房屋建筑與裝飾工程消耗量定額》拆分了單棟樓的施工機械臺班數(shù)，結(jié)果如表5～表 7 所示。

表 5 常用施工機械臺班能源用量

表 6 主要能源碳排放因子

表 7 施工機械碳排放清單（2號樓）

建筑拆除階段碳排放依據(jù) TY 01 31—2015《房屋建筑與裝飾工程消耗量定額》進行了計算，樓拆除階段的碳（CO2）排放量為 26.56 t；施工建造過程碳（CO2）排放量為 278.08 t。

4 建筑運行階段

GB/T 51366—2019 規(guī)定，建筑物運行階段的碳排放計算劃分為暖通空調(diào)系統(tǒng)的能量消耗、生活熱水系統(tǒng)的能量消耗、照明系統(tǒng)的能量消耗、可再生能源系統(tǒng)的能量消耗 4 部分。運行階段的數(shù)據(jù)一般來自建筑投入使用一段時間后的實際監(jiān)測，包括用電量、燃氣、煤炭等。本文對天津某小區(qū) 2號樓的能源消耗情況進行調(diào)研，統(tǒng)計顯示，該住宅樓集中供熱系統(tǒng)，供暖能耗統(tǒng)計值為 0.142 GJ/（m2·a），其用電量和燃氣為年底抄表數(shù)據(jù)的平均值，其中，建筑每戶年均用電量為 1 809.26 kWh/a，年均燃氣用量為 68.261 m3/a。

該棟樓共 72 戶，目前入住率為 60%，計算時按整體入住率 80% 計算，其綜合電耗為 104 213.38 kWh/a，燃氣消耗為 3 931.83 m3/a，供暖能耗為 189.79 MWh。

根據(jù) GB/T 51366—2019 可知，2012 年中國區(qū)域電網(wǎng)平均碳（CO2） 排放因子，天津位于華北地區(qū)，其電力碳（CO2）排放因子為 0.884 3 kg/kWh，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)附錄 A 主要能源碳排放因子選取天然氣碳（CO2）排放因子，即 55.54 t/TJ。因此，建筑運行階段每年的碳排放量如表 8 所示，運行階段碳（CO2）排放量為143.67 t/a。

表 8 建筑運行階段碳（CO2）排放量

5 結(jié) 語

經(jīng)核算統(tǒng)計，建筑各階段碳排放量及所占比例如表 9 所示，研究樓棟 50 a 建筑總碳（CO2）排放量為 9 837.06 t，50 a 單位面積碳（CO2）排放強度為 1.64 t/m2。

表 9 建筑各階段碳（CO2）排放所占比例(50 a)

根據(jù)研究數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，碳排放最多的是建筑使用階段，其次是建設(shè)過程中的碳排放主建筑材料生產(chǎn)和運輸階段。由此可見，建筑全生命周期減排策略的重點在使用維護階段，可以通過使用新能源、提高能源使用率等手段減少碳排放，并在建筑材料采購時應(yīng)該選擇綠色低碳建材，因地制宜，綜合考慮建材使用的本地供應(yīng)。