基于《绿色建筑评价标准》的...技术分析与碳减排量核算研究_陈嘉雯.pdf

2023 年第 02 期总第 296 期福建建筑Fujian Architecture ConstructionNo 022023Vol296基于 绿色建筑评价标准 的绿色建筑减碳技术分析与碳减排量核算研究陈嘉雯1邱栋1张新2苏火金3司凯1(1.福建工程学院福建福州350000;2.福建省茂宏建设工程有限公司福建福州350000;3.福建省五洲建设集团有限公司福建泉州362000)摘要:绿色建筑是我国建筑业实现“双碳”目标的重要途径之一。为探究绿色建筑的实际减碳效果，基于 绿色建筑评价标准 建立绿色建筑减碳技术体系，并运用碳排放因子法，结合生命周期评价理念，构建了绿色建筑碳减排量核算模型。最后，引用某二星级绿色公共建筑，对碳减排量核算模型进行应用，对绿色建筑的减碳能力进行量化分析，验证了模型的可行性。从核算结果来看，该绿色建筑在运行阶段的减碳效果最好，其次分别是拆除阶段、材料运输阶段、材料生产阶段和建造阶段。关键词:绿色建筑;全生命周期;减碳技术;碳减排量核算中图分类号:TU111文献标识码:A文章编号:1004 6135(2023)02 0039 07Analysis of Green Building Carbon eduction Technologies and Carbon eductionAccounting Based onAssessment Standard for Green BuildingCHEN Jiawen1QIU Dong1ZHANG Xin2SU Huojin3SI Kai1(1.Fujian University of Technology，Fuzhou 350000;2.Fujian Mahong Construction Engineering Co.，Ltd，Fuzhou 350000;3.Fujian Wuzhou Construction Group Co.，Ltd，Quanzhou 362000)Abstract:Green building is one of the important ways to achieve the carbon peaking and carbon neutrality goals in China s construction in-dustry.In order to explore the actual carbon reduction effect of green building，the article establishes a green building carbon reduction tech-nology system based on the assessment standard for green building，uses the carbon emission factor method combined with the Life CycleAssessment concept to build a green building carbon reduction accounting model，and finally cites a two star green public building to applythe carbon reduction accounting model，the carbon reduction capacity of the green building is quantitatively analyzed，and the feasibility ofthe carbon reduction accounting model is verified.From the calculation results，the best carbon reduction effect is achieved in the operationphase of green buildings，followed by the demolition phase，material transportation phase，material production phase and construction phaserespectively.Keywords:Green building;Life cycle;Carbon reduction technology;Carbon reduction accounting基金项目:中国工程科技发展战略福建研究院咨询研究重点项目子课题“福建省智能建造水平及创新生态体系研究”(编号:2021 DFZ 202);福建省自然科学基金项目“基于碳交易机制的装配式建筑建造碳减排效益计量研究”(编号:2022J05191)。作者简介:陈嘉雯(1994)，女，助理工程师。通讯作者:邱栋(1982 )，男，博士，副教授。E-mail:421726397 qq com收稿日期:2022 11 210引言中国建筑节能协会在 中国建筑能耗与碳排放研究报告(2021)指出，全国建筑全过程碳排放总量占全国碳排放的比重已超过 50%1。我国建筑业碳排放是全国二氧化碳排放总量增加的主要来源，并且整体呈现出持续增长趋势。面对全球气候问题，我国正式提出了“双碳”目标，而绿色建筑是实现建筑节能减排的关键手段2。国务院发布的2030 年前碳达峰行动方案 中，也将推进先进绿色建筑技术应用，作为降碳增效行动之一。20 世纪90 年代，绿色建筑概念引入我国后，我国建筑业开始逐步向绿色建筑转型发展，发布了绿色建筑评价标准，并于 2019 年完成最新修订，对我国绿色建筑发展方向起着重要的指导意义。绿色建筑评价标准 中，初步对绿色建筑实现“减碳功能”作出40福建建筑2023 年了要求，在“创新与提高”章节中，鼓励绿色建筑采取措施，降低单位建筑面积碳排放3，但尚未明确涉及具体的减碳举措和量化指标，绿色建筑实际减碳程度有待研究。王侃宏表示，碳排放指标引入绿色建筑评价标准体系，可以对绿色建筑评级起到监督作用4。因此，考核绿色建筑单位减排量的指标，是绿色建筑评价未来的一个重要拓展方向。2019 年，住房和城乡建设部批准建筑碳排放计算标准 为国家标准，规范了建筑碳排放计量程序。因此，本文通过探析绿色建筑评价标准 与 建筑碳排放计算标准 具体要求，衔接碳排放的相关内容，将绿色建筑减碳落到实处，量化绿色建筑的减碳效果，为利益相关者提供更好的减碳方案参考，促进绿色建筑可持续发展。1碳排放计算方法及数据来源选取目前碳排放核算方法，主要有投入产出分析法、实测法、碳排放因子法以及混合法5，方法对比如表1 所示。表 1碳排放核算方法对比分析方法优点缺点适用范围投入产出分析法反应行业整体情况细节易缺失、程序复杂产业部门的经济与依存关系分析实测法数据真实、可靠投入大、普适性低特定的生产过程的碳排放分析碳排放因子法自下而上全面分析、普适性强数据处理量大、具有一定的主观性碳排放估算与预测、体系与模型建立碳排放因子法，是目前建筑碳排放最主要的量化计算方法，适用范围广，可以对建筑各阶段的碳排放量进行预测和分析。其原理，主要是依据建筑生命过程活动水平与其碳排放系数，确定各项活动的碳排放量，表达式为“碳排放量=建筑活动水平 碳排放因子”。本文采用此方法建立绿色建筑碳减核算模型，碳排放因子可从目前发展较为成熟的中国生命周期基础数据库中获取，电力碳排放因子按照省级电网发布的电力碳排放因子取定。目前，大多学者主要采用基于全生命周期评价理论，对建筑碳排放路径进行研究分析。但通过文献研究可以发现，存在碳排放计算边界和范围划分不统一、不完整、简化生命周期等问题6，导致一些碳排放因素被忽略。建筑碳排放计算标准 建立了统一标准，可以很好地解决这一问题，提高了碳排放计算的可靠性。本文对碳减排量核算边界按照 建筑碳排放计算标准 划分为:建筑材料生产阶段;建筑材料运输阶段;建筑建造阶段;建筑运行阶段;建筑拆除阶段。2绿色建筑全生命周期碳减排量核算模型构建为研究绿色建筑全生命周期内的减碳效果，本文核算范围限于 绿色建筑评价标准 情境下，绿色建筑各阶段采取的主动减碳技术，主要分析如图1 所示。图 1绿色建筑全生命周期碳排放分析2.1材料生产阶段该阶段建筑碳排放的核算范围，主要是建筑材料消耗导致的碳排放。因此，该阶段应采取减少材料生产用量和施工损耗量等减碳策略，来减少该阶段的碳排放量。该阶段碳减排量核算模型如式(1)所示。CEsc=ni=1Mi EFjc，i(1)其中:CEsc表示材料生产阶段减少的碳排放量;Mi为建材的减少的生产用量和损耗量;EFjc，i为建材的碳排放系数;i 为建材种类。绿色建筑评价标准 中涉及的相关技术，主要包括使用高强耐久材料、可循环可回收建材和利废建材，限制装饰性材料比例，组织绿色施工等相关“节材”措施。在相同抗震设防目标下，使用高强度混凝土和高强度钢筋，可以有效减小混凝土结构截面尺寸2023 年 02 期 总第 296 期陈嘉雯，邱栋，张新基于 绿色建筑评价标准 的绿色建筑减碳技术分析与碳减排量核算研究41和配筋率，节材效果明显。研究显示，用 400 MPa 级或 500 MPa 级钢筋代替 335 MPa 级钢筋，分别可减少用量约 10%和 20%7。使用利废建材替代一般建筑材料，可以提高材料的利用率，减少材料生产用量。此外，根据调查，我国混凝土和钢筋的实际浪费率在2%3%和 6%3。绿色建筑评价标准 中，要求通过组织绿色施工，将预拌混凝土损耗率降低至1.0%，钢筋损耗率降低至 1.5%。因此，材料的施工损耗可实现较大降幅。2.2材料运输阶段该阶段建筑碳排放的核算范围，主要是建筑材料运输机械产生的碳排放量。因此该阶段应采取减少材料运输距离和材料运输量等减碳策略，来减少该阶段的碳排放量。该阶段碳减排量核算如式(2)所示。CEys=nj=1，r=1(MiYiEFys，r+MiYiEFys，r)(2)其中:CEys表示材料生产阶段减少的碳排放量;Mi为建材的实际消耗量;Yi为建材的实际运距;Yi为建材实际运距与基准运距的差值(建筑碳排放计算标准 中界定混凝土基准运输距离为 40 km，其余建材基准运距为 500 km);EFyj，r为运输机械的碳排放因子;r 为所使用的运输机械类型。绿色建筑评价标准 中涉及的相关技术，主要包括本地化建材以及前文分析的节材措施的减碳技术。本地化建材范围，是指使用运输距离在 500 km 以内的材料，可以有效减少运输资源消耗，降低环境污染;节材措施在该阶段的减碳作用，主要体现减少建筑材料的运输量，从而减少运输机械的消耗。2.3建筑建造阶段当前，我国建筑工程施工阶段的碳排放研究还处于探究摸索阶段，且施工阶段碳排放量仅占整个建筑物全部生命周期内碳排放量的 2%左右1。建筑碳排放计算标准 对该阶段的碳排放核算，主要是基于建筑清单考虑施工工序使用机械的能源用量。该阶段的减碳策略主要为因节材措施而减少某项工序的施工机械消耗。该阶段碳减排量核算模型如式(3)所示。CEjz=ni=1，j=1Mi Tjx，j EFjx，j(3)其中:CEjz表示建造阶段减少的碳排放量;Tjx，j为施工机械台班消耗量;EFjx，j为机械的碳排放因子;j为机械类型。2.4运行阶段建筑在运行阶段的碳排放量，在全生命周期中占比最大，是实现碳减排的重要阶段。结合两个标准对该阶段的节能减碳要求来看，该阶段的减碳策略，主要是降低暖通空调系统能耗、降低生活热水系统能耗、降低照明及电梯系统能耗、水资源的统筹利用、充分利用可再生能源、增加建筑碳汇。其中，降低生活热水系统能耗，主要是通过应用可再生能源，提供热源实现8，不作重复考虑。该阶段碳减排量核算模型如式(4)所示，其中固碳量计算如式(5)所示。CEyx=nj=1(En+Ed+Es+E1)EFj+CEh(4)CEh=np=1S1 CSp y(5)其中:CEyx为建筑运行阶段减少的碳排放量;En为暖通空调系