建筑建造阶段碳排放量计算方法研究.docx

建筑建造阶段碳排放量计算方法研究 范正根 ， 黄骏（江西师范大学城市建设学院， 江西 南昌 330022）摘 要 建筑的碳排放量分为建造、使用、拆除这三个阶段来计算，目前，关于使用阶段碳排放量计算方法的研究很多，关于建造阶段碳排放量具体计算方法的研究还很少。 为此，以建筑建造阶段为对象， 结合我国国情和具体工程案例，阐述建筑建造阶段碳排放量的计算方法，以期为建筑建造阶段碳 排放总量计算和单位碳排放量计算提供参考。关键词建造阶段；碳排放量；定量计算abstract: the building carbon emissions exist in three stages, namely: the construction stage, the usage stage and thedemolition stage. presently, many studies have been focused on calculation methods of carbon emissions in the usage stage, while in the building construction stage, researches on calculation methods of carbon emissions are rare. taking the building construction stage as the researching target and combining chinese national conditions and specific engineering cases together, this paper expounds the calculation methods of carbon emissions in the building construction stage. can provide a reference for the calculation of the total amount of carbon emissions and per unit of carbon emis sions in the construction stage of building.key words: construction stage; carbon emissions; quantitative calculation中图分类号 f407.9文献标识码 a文章编号 1002-851x（2013）11-0088-04方法的基础上，2009 年首先编制了中国绿色低碳住区减碳技术评估框架体系（讨论稿）6，提出了住区碳排放的量 化指标，内容包括建筑节能、绿化、节水、区内交通四个方面的量化指标，但对建筑建造阶段的碳排放指标未能进行量化，也未提出具体的计算方法。到目前为止，我国建筑建 造阶段碳排放的定量计算问题仍然是一个需要解决但还 未解决的问题。本文旨在结合我国国情，提出建筑建造阶 段碳排放量的具体计算方法，供同业人士参考。研究现状及意义研究现状建筑能耗分为建造能耗（建筑材料生产、运输和施工11.1能耗）、使用能耗、拆除能耗。同样，建筑的碳排放量也分为建造、使用和拆除这三个阶段的碳排放量1。本文以建筑建 造阶段为对象，研究建筑建造阶段碳排放量的计算方法。在建筑建造、使用和拆除三阶段中，建造阶段碳排放 的定量计算是最难的。目前，国内关于建筑建造阶段碳排 放量计算的既有研究主要是概念性研究2、框架性研究3、 计算模型设计4等，关于建筑建造阶段碳排放量具体计算 方法的研究还很少。在国外，建筑碳排放量计算的研究历 史也很短，目前还没有世界统一的建筑碳排放量计算标 准。德国可持续建筑协会（dgnb）于2008 年在其绿色建筑 评估体系中提出了建筑全寿命期碳排放量的计算方法， 这也是目前国外最系统的建筑碳排放量的计算方法5，但 其建筑建造阶段碳排放量的计算基础和考虑因素与我国 不同，不能直接借鉴。我国工商联房地产商会一直致力于 建筑碳排放的量化工作，在研究国外现有碳排放量计算研究意义在建筑、工业、运输等行业中，建筑能耗最高，温室气体 排放也最高。我国建筑能耗占总能耗的比例达到 46.7%7， co2 排放量几乎占总排放量的 50%8。因此，发展低碳建筑， 降低建筑碳排放量，对促进我国低碳经济发展，降低我国碳 排放总量有着极其重要的意义，也有较大的发展空间。但是，要评估一栋建筑是否属于低碳建筑，必须解决 好两个方面问题，一是制订建筑单位碳排放量指标；二是 定量计算建筑的单位碳排放量。当计算的建筑单位碳排 放量小于或等于建筑单位碳排放量指标时，该建筑就属于 低碳建筑。1.2作者简介 范正根，男，生于 1967 年，江西南昌人，副教授，研究方向：工程管理。88construction economy对于建筑建造阶段来讲，只有在有确定的碳排放量计算方法的基础上，才能进一步计算建筑建造阶段碳排 放量和评估指标；才能为开展建筑建造阶段的定量评估 工作奠定基础；才能指导建设单位、设计单位、施工单位、 监理单位、政府管理部门等共同把控低碳建筑的实施；才 能使政府部门制定具有可操性的政策和法律法规；才能 让我国建筑节能减排目标的实施途径更具体、更有可控 性；才能对我国建筑碳交易市场的建立起到积极的推动 作用。总之，建筑碳排放量计算方法的研究，不仅对我国低 碳建筑的发展有重要意义，对我国建筑节能减排目标的 实现也有重要意义，同时对我国新兴行业“建筑碳排放量 计算和评估行业”，“建筑碳金融”和“建筑碳交易行业”的 产生和发展都将起到积极的推动作用。定额可先计算建筑分部分项工程的材料和机械消耗量，最后汇总整个项目的材料和机械消耗量。2.2.2 建筑消耗量计算方法（以某教学楼砌筑工程为例）某学校初中部教学楼，建筑面积 2496m2，共五层，二五层平面图如图 1，独立基础，框架结构，卫生间砖砌隔墙 为半砖墙，其余框架填充墙为一砖墙，砌体材料采用情况为：0.000 以下采用 mu10 粘土机砖，m5 水泥砂浆眠砌；0.000 以上采用 mu10 粘土机砖，m5 混合砂浆眠砌。经计 算，砖砌体工作量如下：砖基础（mu10 粘土砖，m5 水泥砂浆）3.68m3；框架填充墙：一砖墙（m5 混合砂浆）354.75m3， 半砖墙（m5 混合砂浆）30.33m3。（1）计算对象：砖砌体材料消耗量。（2）计算依据：2004 年江西省建筑工程消耗量及统 一基价表。（3）计算规则：砌体工程相关计算规则如下9：砖基础与墙身，以设计室内地面为界，以下为基 础，以上为墙身。基础长度：外墙墙基按外墙中心线长度计算；内墙 墙基按内墙基净长计算。框架结构间砌体，分别不同墙厚，以框架间的净空 面积乘以墙厚套相应砖墙定额计算。女儿墙高度，自外墙顶面至图 1 中女儿墙顶面高 度，分别不同墙厚并入外墙计算。计算墙体工程量时，应扣除门窗洞口、过人洞、空 圈、嵌入墙身的钢筋混凝土柱、梁（包括过梁、圈梁、挑梁）的体积，不扣除梁头、板头、木砖、门窗走头、砖墙内的加固钢筋、铁件、钢管及每个面积在 0.3m2 以下的孔洞等所占 的体积，突出墙面的窗台虎头砖、压顶线、山墙泛水、门窗 套、腰线和挑檐等体积亦不增加。（4）砖砌体材料和机械消耗量计算：计算方法研究22.1计算思路建筑建造是一个不断消耗建筑材料和施工机械的过程。要计算建筑建造阶段碳排放量，首先必须计算材料消耗量和机械消耗量。建筑材料（生产与运输）、施工机械消 耗量分别乘以各自单位碳排放量即可计算建筑总碳排放 量。即：建筑碳排放总量=建筑材料生产碳排放量+建筑材 料运输碳排放量+施工机械碳排放量。因此，要计算建筑建造阶段碳排放量，必须具备两个条件：（1）计算出建筑材料和机械消耗量；（2）掌握材料碳 排放量数据。建筑材料和建筑机械消耗量计算计算依据目前，我国计算建筑材料和机械消耗量的依据是工2.22.2.1程造价行业的建筑工程预算定额，依据建筑工程预算图1 二五层平面图89建 筑 节 能2013 年第 11 期（总第 373 期）construction economy2013 年第 11 期（总第 373 期）a.材料消耗量（见表 1）。b. 机械消耗量（见表 2）。砖砌体碳排放量计算计算公式：c=c1+c2+c32.63kg，材料运输的每吨每公里碳排放量 r2i=0.062.63=0.1578（kg/tkm）1。2.3.3 施工机械碳排放量计算（见表5）n2.3计算公式：c =q 3j j式中，c碳排放总量（kg）；c1建筑材料生产碳排放量（kg）；c2建筑材料运输碳排放量（kg）；c3施工机械在施工过程中的能耗 （如电、柴油 等）折算成的碳排放量（kg）。2.3.1 建筑材料生产碳排放量计算（见表3）n计算公式：c1=mir1ii = 1式中，mi第 i 种建筑材料用量；r1i第 i 种建筑材料生产的单位 co2 排放量；n所用建筑材料总数。2.3.2 建筑材料运输碳排放量计算（见表4）n计算公式：c2=midir2ii = 1式中，mi第 i 种建筑材料用量（t、m3、千块等）；r2i第 i 种建筑材料运输的单位 co2 排放量（kg）；di第 i 种建筑材料生产地距施工现场距离（公里）；n所用建筑材料总数。假定所有建筑材料均为公路运输，运距 100km，每吨 每公里按消耗柴油0.06 升计算，柴油每升碳排放量为j = 1式中，qj第 j 种机械能耗；j第 j 种机械能耗的单位 co2 排放量；机械消耗能耗总数。n砌体工程碳排放总量计算c=c1+c2+c3=145005+13432.01+40.54=154877.55（kg） 其中，材料生产碳排放占总碳排放比例为：91.50%；材料 运输占 8.47%；机械能耗产生的碳排放量占 0.03%。因此，材料生产碳排放是主要的，是重点减排对象。比如，将墙体材料改为碳排放量为 88kg/m3 的轻型混凝土 砌块1，取代碳排放为 380kg/m3 的粘土实心砖1，砌块材料 生产碳排放量降低 77%，砌体总碳排放降低 62%。2.3.42.3.5砌体工程单位碳排放量计算单 位 面 积 碳 排 放 量 = 砌 体 碳 排 放 量/建 筑 面 积 =154877.55kg/2496m2=62.05kg/m2单 位体积碳排放量 = 砌 体 碳 排 放 量 /砌 体 体 积 =154877.55kg/388.76m =398.39kg/m33单 位块数碳排放量 = 砌 体 碳 排 放 量 /砖 数 量 =154877.55kg/210600 块=0.74kg/块单位价值碳排放量=砌体碳排放量/砌体总价=表1材料消耗量154877.55kg/109362 元=1.42kg/元 （砌体总价用套价软件另行计算）从以上分析可知，计算有代表性的同类建筑单 位碳排放量，可以了解该类建筑单位碳排放现状， 进一步根据国家总体减碳目标量化减碳标准，为建 造期低碳建筑的评估工作奠定基础。需要说明的几个问题和建议计算范围建筑工程预算定额可以提供建筑材料消耗33.1表2机械消耗量量和机械施工能耗量，所以，本计算方法包括建筑材料生产、运输碳排放量和机械施工能耗碳排放 量。对于整体工程而言，不仅要计算建筑各分部分 项工程碳排放量，还要计算临时设施等碳排放量。表3 建筑材料生产碳排放量c11i1ii1i碳排放量数据库系统要计算建筑材料（生产、运输）和施工机械碳 排放量，必须掌握相应的单位碳排放量数据。目 前，我国还没有系统的建筑碳排放量数据库。如何 建立碳排放数据库是一个值得探索的问题。本文 结合造价行业现有数据库系统，提出碳排放数据3.2注：表中材料生产的单位碳排放量数据根据标注文献及相关数据整理。90序号名称单位数量 mi单位碳排放量r （kg）总碳排放量c =m r （kg）132.5 水泥t9.4014921140222中砂m3103.9281155743生石灰t7.487501156104水m393.1220118625普通粘土砖千块210.605607117936合计 c1145005机械名称单位数量其中：机械耗电量（kwh）灰浆搅拌机台班14.63125.92砖砌体工程量材料消耗量项目名称单位数量材料名称单位用量砖基础（m5 水泥砂浆）m33.6832.5 水泥t9.40中砂m3103.92生石灰t7.48混水砖墙 1 砖（m5 混合砂浆）m3354.75水m393.12混水砖墙 1/2 砖（m5 混合砂浆）m330.33普通粘土砖千块210.60建 筑 节 能construction economy即方便又简单。以 2013 年 6 月南昌造价信息为例，摘录与上述砌体工程有关 的材料价格信息如表 6。在表 6 中加入材料碳排放量信息， 就具备了提供材料价格和碳排放的双重功能，具体如表 7。表4 建筑材料运输碳排放量c2结语4综上分析，本文阐述的碳排放量计算方法，实际上是以施工图和建筑工程 预算定额为依据，以材料和机械消耗量 为基础进行计算，方法可行，依据充分， 应用性也很强。但必须解决碳排放数据 库问题。本文提出以造价信息文件为基 础，建立材料价格和碳排放量信息合二 为一的数据库系统，既有现实基础，也有 较强的可操作性，可供同业人士参考。蒉注：1.水不考虑汽车运输。 2.生石灰和普通粘土砖根据每吨每公里运输碳排放量折算成 相应的体积和千块碳排放量。表5 施工机械碳排放量c3表6材料价格信息参考文献1刘 博 宇 . 住 宅 节 约 化 设 计 与 碳 减 排 研 究以上海地区典型住宅平面中的5 个问题为例d.上海：同济大学，2008.2李启明，欧晓星低碳建筑概念及其发展 分析j建筑经济，2010（2）.3张智慧，尚春静，钱坤.建筑生命周期碳排放评价j.建筑经济，2010（2）. 4陈莹，朱嬿.住宅建筑生命周期能耗及环境排放模型j.清华大学学报：自然科学 版，2010（3）.5卢求.德国dgnb-世界第二代绿色建筑评估体系j.世界建筑，2010（1）. 6中 国 工 商 联 房 地 产 商 会. 中 国 绿 色 低碳 住 区 减 碳 技 术 评 估 框 架 体 系 （ 讨 论表7材料价格和碳排放量信息说明：表中碳排放量为材料生产碳排放量和机械能耗碳排放量，运输碳排放量可用文字进行说明。库系统建立方法。目前，我国造价行业有关于材料价格方面的信息文 件，碳排放量数据库系统可以在造价信息文件基础上建 立起来。在造价行业，各地都有政府行政主管部门发布的造 价信息，如江西造价信息、南昌造价信息、深圳建设 工程价格信息、上海材料与造价资讯等。各地造价信息 杂志的名称不完全相同，但都是政府主管部门（如定额 站）发布，具有专业性和权威性，可信度高。编制造价信息 的目的是为材料提供市场价格，若同时能提供材料的碳排 放量信息，就可做到材料价格和碳排放量信息合二为一，稿）z.2009.7邹晓 周 ， 曲菲. 绿 色 节 能 主 义 之 低 碳 建 筑j. 建 筑 节 能 ，2009（1）. 8任乃鑫，蒋文杰，许佳.低碳建筑设计