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(xiàn)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(dá)到峰值，努力爭取 2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和?！碧歼_(dá)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(dòng)實(shí)現(xiàn)“3060目標(biāo)”制訂并落實(shí)行動(dòng)計(jì)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(jì)核算基礎(chǔ)上的。從整體來看，只要完整、準(zhǔn)確計(jì)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(gè)企業(yè)要想知道總排放量，不僅需要計(jì)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(gè)“統(tǒng)計(jì)”問題，而且是“核算”問題，統(tǒng)稱為“統(tǒng)計(jì)核算”。

我國建筑行業(yè)碳排放約占總碳排放量的 40%，是實(shí)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(bào)告 2018》統(tǒng)計(jì)，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(shí)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(diǎn)，本報(bào)告以天津市某小區(qū)的一棟住宅樓工程為實(shí)例，應(yīng)用碳排放計(jì)算模型對其碳排放總量及單位建筑面積的年碳排放量進(jìn)行計(jì)算。

1 研究綜述

1.1 項(xiàng)目概況

本報(bào)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(xiàng)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(shí)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(dòng)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(yùn)輸，施工及拆除，運(yùn)行及維護(hù)等各階段均產(chǎn)生碳排放，對環(huán)境造成影響，因此應(yīng)進(jìn)行全生命周期碳排放計(jì)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(jì)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(yùn)輸、建造及拆除、建筑物運(yùn)行3 個(gè)階段。本報(bào)告按此劃分進(jìn)行碳排放量計(jì)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(yùn)輸、建造及拆除、建筑物運(yùn)行 3 個(gè)階段，根據(jù)所需計(jì)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(yùn)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(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》中 3.3.1 條規(guī)定，建筑構(gòu)造的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)應(yīng)為 50 a。本報(bào)告按建筑壽命為 50 a 計(jì)算。

2 建筑材料生產(chǎn)及運(yùn)輸階段

2.1 計(jì)算方法

建材生產(chǎn)階段的碳排放按式（1）計(jì)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(yùn)輸階段的碳排放按式（2）計(jì)。

式中：CYS—建材運(yùn)輸階段碳（CO2）排放，kg；

Di—第i種主要建材平均運(yùn)輸距離，km；

Ti—第i種建材的運(yùn)輸方式下，單位重量運(yùn)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(jì)的發(fā)展等因素的影響，實(shí)際建筑的使用壽命存在較大的差異；與此同時(shí)，建筑部件(如保溫材料、門窗)、建筑設(shè)備(如鍋爐、冷水機(jī)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(huì)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(huì)影響建筑物的碳排放強(qiáng)度，但是在設(shè)計(jì)階段難以預(yù)測，因此在計(jì)算過程中不考慮建筑設(shè)備性能改變對建筑強(qiáng)度的影響。

2.2 計(jì)算結(jié)果

本項(xiàng)目主要計(jì)算的為項(xiàng)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(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的碳排放量。項(xiàng)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(xiàng)目建材生產(chǎn)廠家與相應(yīng)運(yùn)輸距離。根據(jù)建筑可循環(huán)材料計(jì)算報(bào)告的項(xiàng)目工程量清單，整理了項(xiàng)目采用的建材情況，如表 3 所示。建筑材料生產(chǎn)及運(yùn)輸階段的碳排放計(jì)算結(jié)果見表 3～表 4。

表 2 材料生產(chǎn)廠家及運(yùn)輸距離 單位：km

表 3 建材生產(chǎn)階段碳排放量（2 號(hào)樓）

表 4 建材運(yùn)輸階段碳排放量（2 號(hào)樓）

根據(jù)表 3、表 4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，則建筑材料生產(chǎn)及運(yùn)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(jī)械、機(jī)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(yùn)輸設(shè)備將建筑物肢解過程產(chǎn)生的能耗。

本報(bào)告中關(guān)于分析樓棟的施工機(jī)械種類及臺(tái)班數(shù)量均來自其預(yù)算書《單位工程人機(jī)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(jī)械臺(tái)班數(shù)，結(jié)果如表5～表 7 所示。

表 5 常用施工機(jī)械臺(tái)班能源用量

表 6 主要能源碳排放因子

表 7 施工機(jī)械碳排放清單（2號(hào)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(jìn)行了計(jì)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(yùn)行階段

GB/T 51366—2019 規(guī)定，建筑物運(yùn)行階段的碳排放計(jì)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(yùn)行階段的數(shù)據(jù)一般來自建筑投入使用一段時(shí)間后的實(shí)際監(jiān)測，包括用電量、燃?xì)?、煤炭等。本文對天津某小區(qū) 2號(hào)樓的能源消耗情況進(jìn)行調(diào)研，統(tǒng)計(jì)顯示，該住宅樓集中供熱系統(tǒng)，供暖能耗統(tǒng)計(jì)值為 0.142 GJ/（m2·a），其用電量和燃?xì)鉃槟甑壮頂?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?xì)庥昧繛?68.261 m3/a。

該棟樓共 72 戶，目前入住率為 60%，計(jì)算時(shí)按整體入住率 80% 計(jì)算，其綜合電耗為 104 213.38 kWh/a，燃?xì)庀臑?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(yùn)行階段每年的碳排放量如表 8 所示，運(yùn)行階段碳（CO2）排放量為143.67 t/a。

表 8 建筑運(yùn)行階段碳（CO2）排放量

5 結(jié) 語

經(jīng)核算統(tǒng)計(jì)，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(qiáng)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(yùn)輸階段。由此可見，建筑全生命周期減排策略的重點(diǎn)在使用維護(hù)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(shí)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)。