綠色住宅碳排放計算研究

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。文章通過對建筑全生命周期的劃分，從建材生產(chǎn)、建材運輸、項目施工、項目運行、拆除處置等幾個階段，確定建筑全生命周期的碳排放來源。根據(jù)計算結果，確定各個階段碳排放比例，有針對性的提出碳減排策略，為建筑行業(yè)的節(jié)能減排提供科學的理論依據(jù)。

關鍵詞：綠色住宅；建筑全生命周期；碳排放

1 背景

全球變暖已經(jīng)成為國際社會普遍關注的問題，而導致這一問題的元兇就是以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量占整個社會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程中應該格外重視。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，國家及地方政府均制定和出臺了許多與綠色建筑相關的規(guī)范、標準。特別是《綠色建筑評價標準》GB/T50738-2006發(fā)布以來，我國的綠色建筑的數(shù)量增長很快，2014年新建綠色建筑面積已經(jīng)達到1億多平方米，其中二星級和三星級高等級綠色項目的增長幅度超過2013年的1倍。隨著綠色項目數(shù)量的大幅增長，綠色建筑的發(fā)展進入了一個瓶頸期，解決問題的關鍵在于如何讓綠色建筑普及化，大眾化。

2 研究現(xiàn)狀

2.1 國外研究現(xiàn)狀

國外大量的政府和機構很早就開始對CO2排放進行研究，并建立了較為完善的基礎數(shù)據(jù)庫。英國政府機構頒布了SAP標準，用來對住宅建筑進行綜合性評價，提出了住宅建筑在運行階段CO2排放的計算方法，并將CO2排放率作為影響環(huán)境的重要評價指標。在1997年，日本建筑師學會就提出了采用節(jié)能環(huán)保材料，降低建筑能耗，達到降低CO2排放的措施。美國學者Tramesh對幾十起住宅建筑全生命周期能耗進行研究，結果表明，使用階段的能耗大約占到全生命周期能耗的80%-90%，降低運行階段的能源消耗是節(jié)能減排和降低CO2排放的重點環(huán)節(jié)。

2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國碳排放計算研究起步較晚，缺乏統(tǒng)一的規(guī)范和基礎性數(shù)據(jù)庫。臺灣是我國少數(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的排放指標和簡易計算方法。為了促進我國建筑行業(yè)碳排放計量標準的發(fā)展，2012 年我國在北京舉辦建筑碳排放計算方法國際研討會，各國專家就國際碳計量標準、建筑碳排放計算方法、建筑能耗分類及表述方式等進行了廣泛討論和交流。另外，國內(nèi)的一些學者也開始涉足建筑碳排放領域，為建立建筑全生命周期碳排放基礎數(shù)據(jù)研究打下基礎。

3 碳排放因子分析

碳排放因子[2]是指生產(chǎn)或消耗單位質量物質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，機械設備碳排放因子等構成。對于住宅建筑，碳排放來源主要包括：建材生產(chǎn)階段、建材運輸階段、項目施工階段、項目運行階段、拆除處置階段。

4 住宅能源消耗特征

住宅建筑運行階段的碳排放計算可分為空調(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，分別計算后再將不同能源類型的能量消耗進行分類匯總[3]。

4.1 供暖空調(diào)系統(tǒng)使用

運行階段空調(diào)能耗與住宅所在的氣候條件及經(jīng)濟水平有著很大的關系，同時也和家庭的收入以及生活習慣相關。因此，住宅空調(diào)能耗的數(shù)據(jù)來源主要有兩種途徑：一是采用模擬計算法，它可以計算比較不同氣候區(qū)的住宅空調(diào)能耗，以及不同的設計參數(shù)對空調(diào)能耗的影響；但是它無法反應不同使用者對空調(diào)能耗的差異；二是采用實地調(diào)研法，通過實地走訪，調(diào)查以及在用戶家中安裝監(jiān)測設備，用來較為準確了解用戶的空調(diào)能耗情況。

《江蘇省居住建筑熱環(huán)境和節(jié)能設計標準》DGJ32J71-2014要求江蘇地區(qū)住宅建筑均按照65%節(jié)能設計標準進行設計，在提高圍護結構熱工性能的同時也降低了空調(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，降低照明能耗對減少住宅建筑的碳排放量。根據(jù)《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2014的要求，綠色住宅戶內(nèi)照明功率密度均要達到《建筑照明設計標準》（GB50034-2013）的目標值要求。另外，用戶在不同的使用時間段內(nèi)對于各個功能房間的照明使用是不一樣的，每個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

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對生活質量要求的提高，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和分散供應兩種，主要的熱源形式有燃煤鍋爐、燃氣鍋爐、太陽能以及熱泵等。因此，正確統(tǒng)計住宅建筑生活熱水的能耗，就可以計算出該部分的碳排放量。若果，生活熱水的熱源是采用太陽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“負碳效應”。

《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2014鼓勵住宅采用太陽能光熱系統(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 結束語

（1）對于建筑業(yè)采用全生命周期的評價方法，分析摸清住宅建筑的能源消耗規(guī)律，建立系統(tǒng)的、操作性較強的碳排放計算方法。

（2）計算某綠色二星住宅項目全生命周期的碳排放，得到該項目的碳排放總量338141307kg。從結果分析看出，建筑運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)實例計算結果，提出建筑全生命周期的碳減排重點應該放在項目運行階段，可以通過提高空調(diào)系統(tǒng)的能效，全面普及節(jié)能高效燈具、融入智能控制設計等手段，提高能源的使用效率，有效的減少碳排放量。對于建材生產(chǎn)階段，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構、改善生產(chǎn)工藝，減少建材生產(chǎn)階段對能源的消耗刻不容緩。

參考文獻

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

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

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