基于屋面系統(tǒng)優(yōu)化的碳排放計算分析

肖 帥，黃斯超，錢 帥，譚 武

(深圳市卓寶科技股份有限公司，廣東 深圳 518049)

0 引言

深圳市卓寶科技股份有限公司推出了屋特泰屋面系統(tǒng)(原外喜防水保溫一體化系統(tǒng))，該系統(tǒng)將防水與保溫有機地復合為一體，簡化屋面構(gòu)造，從而達到降低能耗、降低碳排放的目的。為了驗證該系統(tǒng)在節(jié)能減排方面的效果，在此選用具有代表性的傳統(tǒng)屋面做法進行對比，而國內(nèi)建筑目前以跨度較小的民用建筑為主，普遍為建筑找坡的正置式屋面，其傳統(tǒng)構(gòu)造層次如表1所示。

由表1可知，相對于傳統(tǒng)做法(特指表1中的傳統(tǒng)構(gòu)造做法，下文同)，屋特泰屋面系統(tǒng)的主要區(qū)別在于：①將保護層與找坡層合并，采用C20細石混凝土做保護兼找坡層；②將1道防水層與保溫層合并為屋特泰低碳復合防水板，通過防水黏結(jié)砂漿與基面黏結(jié)；③變更另一道防水層的材料為JS聚合物水泥防水涂料；④取消1道水泥砂漿找平層，將砂漿隔離層改為無紡布隔離層。

表1 傳統(tǒng)屋面做法與屋特泰屋面系統(tǒng)做法構(gòu)造對比

這些區(qū)別涉及建材的種類、施工工藝、構(gòu)造層次等因素，將不同程度影響整體屋面的碳排放量。因此，為了本次計算的準確性，應先確定科學合理的碳排放計算模型。

1 碳排放量計算模型確定

建筑建造碳排放計算模型應包含屋面除結(jié)構(gòu)層以外的其他構(gòu)造層次，建造應包含建材生產(chǎn)、運輸、施工3部分。由于建筑建造過程的碳排放計算較復雜，實際建設過程中的變量較多，相關數(shù)據(jù)較缺乏，所以須先確定計算邊界：①民用住宅因受單元面積所限，找坡長度相對較小，又由于采光要求，進深一般為10m左右。因多數(shù)排水會設在陽臺內(nèi)側(cè)，故除去陽臺寬度，找坡長度通?？刂圃?m左右，因此設定屋面單坡長為4m。②由于預拌混凝土不宜長距離運輸，而XPS保溫板運輸成本較高，這兩類主材一般不會跨市運輸，因此設定建材運輸距離為30km。③在建筑建造過程中，很難將環(huán)境、人工、工期等客觀因素進行量化，為確保數(shù)據(jù)對比的科學性，本次計算不予考慮。④根據(jù)DB3502/Z 5053—2019《建筑碳排放核算標準》中4.1.1節(jié)第3點的規(guī)定，對占全生命周期碳排放比例小、技術上無法量化或量化成本過高的單元過程可不計量，但應說明其對計量結(jié)果的影響。而防水、保溫、混凝土等建材的損耗，壓條、密封膠等輔材的使用量，都與基面復雜程度高度相關，且占建材總量比例較小，因此不納入本次計算范圍(會使2種屋面做法中計算出的碳排放量都偏小)。

2 建筑建造碳排放計算

2.1 建材生產(chǎn)階段碳排放計算

表2 傳統(tǒng)屋面與屋特泰屋面各層次材料生產(chǎn)階段的碳排放量 (kgCO2e·m-2)

2.2 建材運輸階段碳排放

表3 傳統(tǒng)屋面與屋特泰屋面各層次材料運輸中的碳排放量 (kgCO2e·m-2)

2.3 建材施工階段碳排放

施工階段以混凝土振搗、屋特泰低碳復合防水板施工的電耗，以及傳統(tǒng)SBS卷材熱熔火烤消耗的液化石油氣為計算范圍。根據(jù)各施工規(guī)范及常見施工器械的功率與施工效率可大致計算出各環(huán)節(jié)施工時對能源的消耗，根據(jù)計算即可得出每平方米屋面施工時的能耗，如表4所示。

表4 傳統(tǒng)屋面與屋特泰屋面系統(tǒng)施工能耗統(tǒng)計

根據(jù)生態(tài)環(huán)境部國家氣候戰(zhàn)略中心發(fā)布的《2019年度減排項目中國區(qū)域電網(wǎng)基準線排放因子》取華北電網(wǎng)碳排放因子為0.94kgCO2e/(kW·h)。根據(jù)GB/T 2589—2008《綜合能耗計算通則》及《省級溫室氣體清單編制指南》(發(fā)改辦氣候〔2011〕1041號)數(shù)據(jù)計算可得液化石油氣的碳排放因子為3.10kgCO2e/kg。

表5 傳統(tǒng)屋面與屋特泰屋面各層次材料施工階段的碳排放量 (kgCO2e·m-2)

2.4 建筑建造碳排放計算結(jié)果匯總

根據(jù)《建筑碳排放核算標準》中第5.1.4節(jié)建筑物化階段碳排放計算公式CMa=Csc+Cys+Csg，可得各屋面做法的碳排放計算結(jié)果如表6所示。

表6 傳統(tǒng)屋面與屋特泰屋面各層次材料建造過程的碳排放量 (kgCO2e·m-2)

3 計算結(jié)果分析

由2種屋面做法碳排放計算結(jié)果可知，PVC型屋特泰屋面系統(tǒng)做法相對于傳統(tǒng)做法可減少碳排放量67.52kgCO2e/m2，減排約61.57%；BAC型屋特泰屋面系統(tǒng)做法相對于傳統(tǒng)做法減少碳排放量為66.20kgCO2e/m2，減排約60.36%。

根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2020年全國房屋施工面積為92.68億m2，對應屋面面積約為9.27億m2(以屋面占建筑總面積的10%計算)。而我國既有建筑總面積約600億m2，屋面面積約為60億m2(以屋面占建筑總面積的10%計算)，假設屋面每25年翻修1次，即每年平均有2.4億m2屋面需翻修。因此，每年新建、翻修屋面的施工面積合計為11.67億m2，若都采用PVC型屋特泰屋面系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)做法可為社會減少的碳排放量如下。

按1萬m2闊葉林每天吸收1t二氧化碳來計算，相當于面積為2 158.79km2闊葉林1年的二氧化碳吸收量，該面積超過深圳市總面積(深圳市土地面積為1 997.47km2)。以52.78元/t的碳排放權交易價格計算(首筆全國碳排放交易價格)，相當于創(chuàng)造了41.59億元的經(jīng)濟價值。

4 結(jié)語

屋特泰屋面系統(tǒng)構(gòu)造做法可大大降低屋面在建造過程中的碳排放。而且該做法將防水與保溫層復合在一起，可有效提高屋面系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少后期維修成本，同時為項目節(jié)省了人力、縮短了工期，間接降低了碳排放量。屋特泰屋面系統(tǒng)目前已應用于各類工業(yè)與民用建筑中，如深圳騰訊濱海大廈、石家莊市行政中心、中山小欖百匯時代廣場、廣州保利天悅、大連輝瑞制藥等。