綠色住宅碳排放計(jì)算研究

摘 要：建筑行業(yè)產(chǎn)生大量的溫室氣體已經(jīng)成為全球變暖的重要原因。文章通過(guò)對(duì)建筑全生命周期的劃分，從建材生產(chǎn)、建材運(yùn)輸、項(xiàng)目施工、項(xiàng)目運(yùn)行、拆除處置等幾個(gè)階段，確定建筑全生命周期的碳排放來(lái)源。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，確定各個(gè)階段碳排放比例，有針對(duì)性的提出碳減排策略，為建筑行業(yè)的節(jié)能減排提供科學(xué)的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：綠色住宅；建筑全生命周期；碳排放

1 背景

全球變暖已經(jīng)成為國(guó)際社會(huì)普遍關(guān)注的問(wèn)題，而導(dǎo)致這一問(wèn)題的元兇就是以CO2為主要成分的溫室氣體排放。資料顯示，建筑行業(yè)排放的CO2量占整個(gè)社會(huì)CO2量的40%左右，而作為重中之重的住宅建筑在降低碳排放過(guò)程中應(yīng)該格外重視。因此，大力發(fā)展綠色建筑，降低建筑物全生命周期的CO2排放量就顯得更加迫在眉睫。

隨著“綠色、低碳”[1]等概念深入人心，國(guó)家及地方政府均制定和出臺(tái)了許多與綠色建筑相關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。特別是《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50738-2006發(fā)布以來(lái)，我國(guó)的綠色建筑的數(shù)量增長(zhǎng)很快，2014年新建綠色建筑面積已經(jīng)達(dá)到1億多平方米，其中二星級(jí)和三星級(jí)高等級(jí)綠色項(xiàng)目的增長(zhǎng)幅度超過(guò)2013年的1倍。隨著綠色項(xiàng)目數(shù)量的大幅增長(zhǎng)，綠色建筑的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)瓶頸期，解決問(wèn)題的關(guān)鍵在于如何讓綠色建筑普及化，大眾化。

2 研究現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外大量的政府和機(jī)構(gòu)很早就開始對(duì)CO2排放進(jìn)行研究，并建立了較為完善的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。英國(guó)政府機(jī)構(gòu)頒布了SAP標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)對(duì)住宅建筑進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，提出了住宅建筑在運(yùn)行階段CO2排放的計(jì)算方法，并將CO2排放率作為影響環(huán)境的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。在1997年，日本建筑師學(xué)會(huì)就提出了采用節(jié)能環(huán)保材料，降低建筑能耗，達(dá)到降低CO2排放的措施。美國(guó)學(xué)者Tramesh對(duì)幾十起住宅建筑全生命周期能耗進(jìn)行研究，結(jié)果表明，使用階段的能耗大約占到全生命周期能耗的80%-90%，降低運(yùn)行階段的能源消耗是節(jié)能減排和降低CO2排放的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。

2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國(guó)碳排放計(jì)算研究起步較晚，缺乏統(tǒng)一的規(guī)范和基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)庫(kù)。臺(tái)灣是我國(guó)少數(shù)較早研究建筑全生命周期碳排放的地區(qū)，在1999年就提出了CO2的排放指標(biāo)和簡(jiǎn)易計(jì)算方法。為了促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)碳排放計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，2012 年我國(guó)在北京舉辦建筑碳排放計(jì)算方法國(guó)際研討會(huì)，各國(guó)專家就國(guó)際碳計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、建筑碳排放計(jì)算方法、建筑能耗分類及表述方式等進(jìn)行了廣泛討論和交流。另外，國(guó)內(nèi)的一些學(xué)者也開始涉足建筑碳排放領(lǐng)域，為建立建筑全生命周期碳排放基礎(chǔ)數(shù)據(jù)研究打下基礎(chǔ)。

3 碳排放因子分析

碳排放因子[2]是指生產(chǎn)或消耗單位質(zhì)量物質(zhì)伴隨的溫室氣體的生成量。建筑全生命周期內(nèi)碳排放因子主要由煤炭、石油、天然氣等化石能源碳排放因子，電力碳排放因子，鋼材、混凝土、玻璃等建材碳排放因子，機(jī)械設(shè)備碳排放因子等構(gòu)成。對(duì)于住宅建筑，碳排放來(lái)源主要包括：建材生產(chǎn)階段、建材運(yùn)輸階段、項(xiàng)目施工階段、項(xiàng)目運(yùn)行階段、拆除處置階段。

4 住宅能源消耗特征

住宅建筑運(yùn)行階段的碳排放計(jì)算可分為空調(diào)供暖能耗、生活熱水能耗、照明能耗、其他家用電器能耗以及可再生能源替代能耗等，分別計(jì)算后再將不同能源類型的能量消耗進(jìn)行分類匯總[3]。

4.1 供暖空調(diào)系統(tǒng)使用

運(yùn)行階段空調(diào)能耗與住宅所在的氣候條件及經(jīng)濟(jì)水平有著很大的關(guān)系，同時(shí)也和家庭的收入以及生活習(xí)慣相關(guān)。因此，住宅空調(diào)能耗的數(shù)據(jù)來(lái)源主要有兩種途徑：一是采用模擬計(jì)算法，它可以計(jì)算比較不同氣候區(qū)的住宅空調(diào)能耗，以及不同的設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)空調(diào)能耗的影響；但是它無(wú)法反應(yīng)不同使用者對(duì)空調(diào)能耗的差異；二是采用實(shí)地調(diào)研法，通過(guò)實(shí)地走訪，調(diào)查以及在用戶家中安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備，用來(lái)較為準(zhǔn)確了解用戶的空調(diào)能耗情況。

《江蘇省居住建筑熱環(huán)境和節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》DGJ32J71-2014要求江蘇地區(qū)住宅建筑均按照65%節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的同時(shí)也降低了空調(diào)供暖系統(tǒng)的能耗，減少了由空調(diào)系統(tǒng)消耗能量所引起的碳排放量。

4.2 照明系統(tǒng)使用

照明能耗在住戶使用總能耗占有一定的比例，降低照明能耗對(duì)減少住宅建筑的碳排放量。根據(jù)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50378-2014的要求，綠色住宅戶內(nèi)照明功率密度均要達(dá)到《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2013）的目標(biāo)值要求。另外，用戶在不同的使用時(shí)間段內(nèi)對(duì)于各個(gè)功能房間的照明使用是不一樣的，每個(gè)功能房間的照明系統(tǒng)都有自己的照明燈具工作制度。

4.3 生活熱水系統(tǒng)使用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量要求的提高，生活熱水的能耗也已經(jīng)占到住宅能耗的較大比例。目前，生活熱水根據(jù)熱源的提供方式供分為集中供應(yīng)和分散供應(yīng)兩種，主要的熱源形式有燃煤鍋爐、燃?xì)忮仩t、太陽(yáng)能以及熱泵等。因此，正確統(tǒng)計(jì)住宅建筑生活熱水的能耗，就可以計(jì)算出該部分的碳排放量。若果，生活熱水的熱源是采用太陽(yáng)能或者地源熱泵之類的可再生能源，在一定程度上產(chǎn)生了“負(fù)碳效應(yīng)”。

《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50378-2014鼓勵(lì)住宅采用太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)和空氣源熱泵系統(tǒng)提供用戶生活熱水，減少天然氣或電力資源的消耗，降低碳排放量。

6 結(jié)束語(yǔ)

（1）對(duì)于建筑業(yè)采用全生命周期的評(píng)價(jià)方法，分析摸清住宅建筑的能源消耗規(guī)律，建立系統(tǒng)的、操作性較強(qiáng)的碳排放計(jì)算方法。

（2）計(jì)算某綠色二星住宅項(xiàng)目全生命周期的碳排放，得到該項(xiàng)目的碳排放總量338141307kg。從結(jié)果分析看出，建筑運(yùn)行階段的碳排放量最大，占到全生命周期碳排放量的71.42%，其次為建材生產(chǎn)階段，占總碳排放量的23.32%。

（3）根據(jù)實(shí)例計(jì)算結(jié)果，提出建筑全生命周期的碳減排重點(diǎn)應(yīng)該放在項(xiàng)目運(yùn)行階段，可以通過(guò)提高空調(diào)系統(tǒng)的能效，全面普及節(jié)能高效燈具、融入智能控制設(shè)計(jì)等手段，提高能源的使用效率，有效的減少碳排放量。對(duì)于建材生產(chǎn)階段，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、改善生產(chǎn)工藝，減少建材生產(chǎn)階段對(duì)能源的消耗刻不容緩。

參考文獻(xiàn)

[1]林憲德.綠色建筑[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007：17-19.

[2]羅智星，楊柳，韓冰.建筑材料CO2排放計(jì)算方法及其減排策略研究[J].建筑科學(xué)，2011，27（4）：1-8.

[3]劉君怡.夏熱冬冷地區(qū)低碳住宅技術(shù)策略的CO2減排效用研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2010.