装配式建筑碳核算 第 2 章 建筑碳排放量化理论 课后习题及答案

第2章建筑碳排放量化理论课后习题及答案一、选择题1、根据《蒙特利尔议定书》，以下哪项不属于六大类主要温室气体（）？A.二氧化碳（CO₂）B.甲烷（CH₄）C.臭氧（O₃）D.六氟化硫（SF₆）2、建筑全生命周期碳排放（LCCE）通常被划分为几个阶段（）？A.3个B.4个C.5个D.6个3、下列哪种建筑碳排放量化方法因系统边界受限，易存在截断误差（）？A.实测法B.过程分析法C.投入产出分析法D.混合法4、我国本土的生命周期评估数据库是（）？A.EcoinventB.GaBiC.CLCDD.ICE5、在STIRPAT模型中，若某影响因素的回归指数为正数，表明该因素与环境影响的关系是（）？A.正向关系B.负向关系C.无关联D.非线性关联答案C解析：《蒙特利尔议定书》定义的六大类温室气体为二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、氧化亚氮（N₂O）、氢氟烃（HFCs）、全氟化碳（PFCs）、六氟化硫（SF₆）；臭氧（O₃）虽能产生温室效应，但因时空分布变化快、难以定量描述，一般不作为控制项，不属于六大类主要温室气体。C解析：建筑全生命周期碳排放（LCCE）通常被划分为5个阶段，分别是物化阶段、运输阶段、施工阶段、运营阶段、拆除阶段。B解析：过程分析法需按工序流程拆分生产过程，但受客观条件和计算成本限制，不可避免忽略次要环节，导致系统边界定义不完备，产生截断误差；实测法依赖直接监测，精度高但应用范围有限；投入产出分析法可覆盖全产业链，避免截断误差但微观分析粗糙；混合法结合前两种方法优势，减少误差。C解析：中国生命周期基础数据库（CLCD）是我国本土的生命周期评估数据库，由亿科环境科技有限公司和四川大学联合开发；Ecoinvent（瑞士）、GaBi（美国）、ICE（英国）均为国外数据库。A解析：STIRPAT模型中，回归指数（如人口、经济、技术的回归指数b、c、d）为正数时，表明该因素与环境影响呈正向关系，即因素每变化1%，环境影响相应变化对应百分比；指数为负数时呈负向关系。二、简答题1、简述碳排放因子的定义及作用。2、对比过程分析法与投入产出分析法在建筑碳排放量化中的优缺点。3、建筑全生命周期碳排放的5个阶段分别是什么？各阶段的主要碳排放来源有哪些？4、简述混合法的分类及核心思路。答案1、碳排放因子的定义及作用：定义：根据IPCC定义，碳排放因子（CarbonEmissionCoefficient，CEC）是单位能源燃烧或产品使用过程中所产生的碳排放数量，是将能源与材料消耗量与二氧化碳排放量相互关联的系数。作用：简化碳排放计算流程，无需重复研究材料/能源的全生产链（如原材料制备、加工工艺），只需通过“消耗量×碳排放因子”即可快速量化特定过程的碳排放量，为建筑各阶段（如材料生产、施工机械运行）碳排放核算提供基础数据支撑。2、过程分析法与投入产出分析法的优缺点对比：过程分析法优点 1.可拆分具体工序，结果针对性强、精度高；2.便于数据更新与过程优化；3.符合《建筑碳排放计量标准》等规范框架 投入产出分析法优点：1.基于投入产出表，覆盖全产业链，无截断误差；2.可捕获部门间碳排放流动，系统边界完备；3.适用于行业层面宏观分析过程分析法缺点 1.系统边界受限，易因忽略次要环节产生截断误差；2.数据密集型，耗时耗力；3.难以覆盖上下游产业间接排放 投入产出分析法缺点：1.依赖“纯部门”假定，部门划分粗糙，微观分析精度低；2.数据时效性差（如我国每5年编制投入产出表）；3.无法针对具体建筑工艺优化3、建筑全生命周期碳排放的5个阶段及主要排放来源：物化阶段：主要指建筑材料（如钢材、水泥、木材）的生产过程，排放来源包括原材料开采（如石灰石煅烧）、材料加工（如钢材冶炼、水泥粉磨）的能源消耗与化学反应碳排放。运输阶段：指材料/构件从生产厂到施工现场的运输过程，排放来源为运输车辆（如货车、卡车）的燃油消耗或电力消耗（电动运输工具）。施工阶段：指现场装配、机械运行等过程，排放来源包括施工机械（如起重机、混凝土泵）运行能耗、临时照明/办公用电、现场湿作业（如现浇混凝土养护）的间接排放。运营阶段：指建筑使用期间的能耗排放，来源包括HVAC（采暖、通风、空调）系统、照明、热水/冷水供应、家用电器/办公设备的能源消耗（电力、天然气等）。拆除阶段：指建筑达到使用年限后的拆除与废料处置，排放来源包括拆除机械运行能耗、废料运输能耗、不可再生废料填埋/焚烧产生的碳排放。4、混合法的分类及核心思路：混合法是结合过程分析法与投入产出分析法优势的量化方法，分为三类：分层混合法（TH）：核心思路是用过程分析法量化主要生产/使用过程（如材料生产、施工机械运行）的碳排放，用投入产出分析法估算次要过程（如设备维护、上下游产业间接排放）的碳排放，二者线性叠加得到总排放量，概念清晰、计算量小，但忽略两系统内在联系，易出现边界不清。基于投入产出分析的混合法（IOH）：核心思路是拆分投入产出表中的工业部门（如将“建筑业”拆分为“装配式建筑”“传统现浇建筑”子部门），提高数据详细度，再结合过程分析法补充使用/处置阶段排放，计算精度提升但计算量显著增加，依赖详细附加流量数据。整合的混合法（IH）：核心思路是通过“上游截断误差矩阵”和“下游截断误差矩阵”整合过程分析与投入产出分析的系数矩阵，形成统一技术矩阵，系统边界最完整，但计算复杂、附加假设多、操作难度大。三、计算题某装配式建筑施工阶段使用2台塔式起重机，每台台班能耗为80kW・h，施工周期共30个台班，电力碳排放因子为0.6tCO₂/(MW・h)。同时使用3台混凝土泵车，每台台班耗油量为50L，柴油碳排放因子为2.65kgCO₂/L。忽略其他机械排放，计算该建筑施工阶段机械运行的总碳排放量。某建筑使用500t钢材，钢材碳排放因子为2.0tCO₂/t；使用1000m³混凝土，混凝土碳排放因子为0.8tCO₂/m³。采用过程分析法计算该建筑材料生产阶段的碳排放量；若补充投入产出分析发现，钢材与混凝土的上下游产业间接碳排放分别为材料直接排放的15%和10%，采用分层混合法计算总碳排放量。答案施工阶段机械运行总碳排放量计算：（1）塔式起重机碳排放：单台台班能耗=80kW・h，2台30台班总能耗=2×30×80=4800kW・h=4.8MW・h；碳排放=总能耗×电力碳排放因子=4.8×0.6=2.88tCO₂。（2）混凝土泵车碳排放：单台台班耗油量=50L，3台30台班总耗油量=3×30×50=4500L；碳排放=总耗油量×柴油碳排放因子=4500×2.65=11925kgCO₂=11.925tCO₂。（3）总碳排放量=2.88+11.925=14.805tCO₂。材料生产阶段碳排放量计算：（1）过程分析法（直接排放）：钢材碳排放=500t×2.0tCO₂/t=1000tCO₂；混凝土碳排放=1000m³×0.8tCO₂/m³=800tCO₂；直接总排放=1000+800=1800tCO₂。（2）分层混合法（直接排放+间接排放）：钢材间接排放=1000×15%=150tCO₂；混凝土间接排放=800×10%=80tCO₂；混合法总排放=1800+150+80=2030tCO₂。四、论述题结合建筑碳排放量化的实际需求，分析为何分层混合法（TH）是目前建筑行业应用最广泛的混合法类型，并说明其在实际项目中的应用步骤。答案一、分层混合法（TH）广泛应用的原因契合行业规范与数据现状：我国《建筑碳排放计量标准》（CECS374-2014）、《建筑碳排放计算标准》（GBT51366-2019）均基于过程分析法框架，而分层混合法以过程分析法为核心，仅用投入产出法补充次要过程，可与现有规范无缝衔接，无需重构计算体系；同时，我国投入产出表部门划分较粗（40~140个部门），难以满足IOH、IH混合法对细分数据的需求，TH法对投入产出数据依赖度低，更适配国内数据现状。平衡精度与效率：建筑项目需兼顾“核心过程精度”与“计算效率”——TH法对主要过程（如材料生产、施工机械运行）采用过程分析法，保证关键环节精度；对次要过程（如设备维护、人员生活间接排放）采用投入产出法快速估算，避免因细分次要环节导致的耗时耗力，符合项目前期预算（快速估算）与后期决算（精准核算）的不同需求。操作门槛低，适用性广：TH法无需复杂的矩阵整合（如IH法的截断误差矩阵）或部门拆分（如IOH法的子部门调整），核心思路为“线性叠加”，计算逻辑清晰，工程人员易掌握；可适用于不同类型建筑（如住宅、公共建筑）、不同生命周期阶段（如施工、运营），应用场景灵活。二、分层混合法（TH）在实际项目中的应用步骤以某装配式住宅项目为例，应用步骤如下：确定系统边界与阶段划分：明确核算范围为“材料生产-运输-施工-运营-拆除”全生命周期，区分“主要过程”（材料生产、施工机械运行、运营阶段HVAC能耗）与“次要过程”（材料运输上下游产业、施工人员生活间接排放）。主要过程碳排放量化（过程分析法）：材料生产：通过“材料消耗量×碳排放因子”计算，如500t钢材（因子2.0tCO₂/t）排放1000tCO₂，1000m³混凝土（因子0.8tCO₂/m³）排放800tCO₂；施工机械：统计塔式起重机、混凝土泵车等台班能耗，结合电力/柴油碳排放因子计算（如前述计算题案例，排放14.805tCO₂）；运营HVAC：通过能耗监测数据（如年耗电量10万kW・h）×电力因子（0.6tCO₂/(MW・h)），计算排放60tCO₂。主要过程总排放=1000+800+14.805+60=1874.805tCO₂。次要过程碳排放量化（投入产出分析法）：材料运输上下游：根据运输费用（如10万元）×交通运输业隐含碳排放强度（如0.1tCO₂/万元）