装配式建筑碳核算 课件 4章装配式建筑碳排放系数分析与核算

装配式建筑碳排放系数分析与核算2025.09碳排放系数核算方法

装配式建筑常用材料碳排放系数核算

建筑材料碳排放系数核算

装配式建筑常用运输方式碳排放系数

装配式建筑常用能源碳排放系数核算

装配式建筑隐含碳排放强度核算

010203040506目录1碳排放系数核算方法现有关于国家层面的碳排放核算的研究主要有四类，分别是IPCC清单法、实测法、物料衡算法和模型因素分解法。1国家层面四大核算方法对比

IPCC清单法基于《2006年IPCC国家温室气体指南》，涵盖能源、工业、农业等多领域，能源部门贡献超90%的CO₂排放量，其核心公式为Emissions=AD×EF，适用于宏观层面的全面核算。Emissions——温室气体排放量，CO2、CH4等；AD——活动数据，某排放源与碳排放直接相关的具体使用、投入数量；EF——排放因子，单位某排放源所释放的温室气体数量。IPCC清单法实测法实测法通过测量参数计算气体排放总量，公式为G=KQC，其中K为单位换算系数，Q为空气流量，C为气体浓度，适用于现场精准测量场景。G——某气体排放量；Q——介质(空气)流量；C——介质中某气体浓度；K——单位换算系数。现有关于国家层面的碳排放核算的研究主要有四类，分别是IPCC清单法、实测法、物料衡算法和模型因素分解法。1国家层面四大核算方法对比

物料衡算法因素分解法因素分解法用于定量分析二氧化碳排放量的影响因素，如人口规模、人均GDP、能源强度等，构建多种模型揭示因素间作用关系，为宏观减排策略提供依据。投入产出模型基于三条假设下使用的：同质性假设、比例性假设、直接消耗系数稳定性假设。2投入产出法三大假设与矩阵模型同质性假设认为各部门投入资源单一，仅能产出同一种产品，忽略替代效应与技术差异，为投入产出模型简化复杂产业关系奠定基础。同质性假设比例性假设比例性假设表明投入与产出呈正相关，增加投入量可按比例增加产出，强调生产要素在产品制造过程中的稳定分配关系。直接消耗系数稳定性假设假定在核算期间，技术水平与生产效率保持不变，忽略政策等因素对直接消耗系数的影响，确保模型稳定性。直接消耗系数稳定性假设矩阵模型分别为消耗系数矩阵、完全需求系数和卫星矩阵。2投入产出法三大假设与矩阵模型消耗系数矩阵表示本部门对其原料供给单位的拉动效用大小，包含如下两部分直接消耗和完全消耗系数矩阵。消耗系数矩阵完全需求系数设完全需求系数表示的是本部门产出一个产品引起的其他产业部总产出，包括了对其他部门中直接消耗和间接消耗。由各部门的产出碳排放系数（直接碳排放/总产出）组成的矩阵成为卫星矩阵。卫星矩阵为了准确完整地反映建筑业全产业链排放情况，多数学者认为应该将生命周期思想运用到建筑业碳排放核算上，从而反映出建筑业真实排放情况，在使用LCA进行碳排放核算时，有两类基本的定量LCA方法：过程LCA（P-LCA，processLCA）和投入产出LCA（IO-LCA，input-outputLCA）模型。3过程LCA与投入产出LCA差异过程LCA将产品或过程分解为不同阶段，基于物料平衡原理研究各阶段与外部环境的物质能量交换，简单易行，适用于自下而上的精细核算。过程LCA投入产出LCA基于部门间交易矩阵，通过货币数据描述部门间交易，捕捉供应链上的能源和碳足迹流动，适用于自上而下的宏观分析。投入产出LCA2建筑材料碳排放系数核算为保证二氧化碳核算数据来源的可获得性、可靠性、可核查性和可持续性，《联合国气候变化框架公约》中明确，各缔约方均按国民经济行业核算本国生产和非生产部门温室气体排放。建筑材料工业二氧化碳排放核算从属我国温室气体排放核算体系，遵循行业核算原则。遵循国家应对气候变化部门统计、能源统计和国民经济核算、工业产值统计、工业产品产量统计等报表制度相关规定，在国民经济核算体系内，核算建筑材料工业生产活动的二氧化碳排放。不包括建筑材料工业以外行业生产建筑材料及非矿产品的能耗和二氧化碳排放。包括建筑材料工业企业生产非建筑材料产品的能耗和二氧化碳排放。1建筑材料工业碳排放行业核算原则

2建筑材料工业碳排放核算方法

部分建筑材料产品工业生产过程碳排放估算分为以下两种。3部分建筑材料产品工业生产过程碳排放估算

3装配式建筑常用材料碳排放系数核算1钢筋混凝土结构装配式建筑按建造材料可分为装配式钢筋混凝土结构、钢结构、木结构。

我国是世界上钢筋混凝土结构建筑物使用最多的地区之一，与欧美日等先进国家相比，可以说我国的钢筋混凝土结构建筑物所占的比例是最高的。

我国每年新建建筑物中大约60%以上都是使用钢筋混凝土结构进行建造的，大量的钢筋混凝土建筑物消耗了大量的钢筋、砂石、混凝土等材料，同时建设过程中也消耗了大量的能源，其对环境的影响与冲击程度是巨大的。

为了了解钢筋混凝土结构建筑物对环境的影响，需要较为科学化的数据来进行定量化的评估，因此，本研究以CO2排放量作为钢筋混凝土建筑物对环境影响的指标，用可量化的数据来讨论钢筋混凝土建筑物的环保特性，为以后建筑业减排CO2提供依据和参考。1钢筋混凝土结构装配式钢筋混凝土结构分别从三个方面进行讨论。装配式钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构建筑物碳排放量详细估算方法钢筋混凝土建筑物间接碳排放量模型钢筋混凝土结构建筑物直接碳排放量1钢筋混凝土结构

1钢筋混凝土结构钢筋混凝土建筑物间接碳排放量模型对本文所收集的各类钢筋混凝土建筑工程资料进行整理，整理出其主要建材使用量与能源消耗量，将建筑物按使用类型分为住宅楼、办公楼两大类，并且根据其地上楼层数将建筑物规模划分为低层、多层、小高层和高层四类，划分方法为1-2层以下为低层，3-8层为多层，9-12层为小高层，13层以上高层建筑。将收集的资料分类整理成各类建筑规模的平均单位楼地板面积各主要建材使用量，见表4-3、4-4，从中可以看出不同规模之间建筑物在建材使用量上的差异，并且换算出其平均使用建材所产生的二氧化碳量。表4-3RC住宅建筑单位面积主要建材使用量与二氧化碳排放量表4-4办公楼建筑单位面积主要建材使用量与二氧化碳排放量1钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构建筑物直接碳排放量据2006年统计资料显示，2005年我国建筑施工能耗约为3409.32万吨标准煤，相对于2004年消耗的3259.00万吨标准煤，增加了约5%的能源消耗。由于我国目前正处于工业化、城镇化和现代化发展的加速时期，到2020年，我国将会新增各类建筑大约300亿㎡，建筑业将继续保持持续快速发展的劲头，这也就意味着建筑行业在今后较长一段时期内仍将是耗能大户。表4-5RC建筑物施工阶段用电量1钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构建筑物直接碳排放量图4-2spss的回归分析结果分析spss输出的结果，从中可以看出R2值为0.966，说明回归方程拟合度较好，变量y的变异中有96.6%是有变量x引起的，如此由能源产生的单位建筑面积二氧化碳排放量回归方程可以表示为：y=0.31x＋0.75。当然由于样本数量较少，用此回归来表示钢筋混凝土建筑物施工阶段的能源二氧化碳排放量难免存在不妥，并不一定具有代表性，此处只是想用来说面建筑物越高，楼层数越多，施工阶段由能源产生的单位面积二氧化碳量越多，两者之间似乎存在一种比例增长关系。抛开这些数据和模型，从实际施工角度看，楼层数越多，建筑物越高，由于运送距离的增加，运送施工所需的建筑材料、机械设备和施工人员到达工作面肯定要消耗更多的能源，两者关系虽然不一定如模型所示，但也应该是一种递增关系，由于条件有限，暂时无法对此做更深层次的研究，只能以后有机会或其他研究者对此做专门研究，找出两者之间更精确的关系。2钢结构一般情况下,构成建筑的基本材料用量不会有太大的改变,因此碳排放量相对固定。而针对施工过程中所使用的机械设备耗能所导致的碳排放,根据施工工艺和方案的不同,机械配置的不同会造成碳排放较大的差别。由于钢结构在施工过程中都包含有现场运输、拼装、吊装和焊接等环节,本文只选取单馆次桁架(环向桁架)的施工安装过程为例进行详细分析，分别从主要工序过程及机械设备和计算模型进行。1.主要工序过程及机械设备（1）散件运输：本案例中的次桁架全部为散件，先集中在展馆外平台堆放；随后用平板车把桁架散件装车，运至展馆内吊装点下方，待汽车吊取走杆件后再空车返回外平台，如此“装—运—回”三步循环操作。（2）桁架拼装：为最大限度地利用吊装设备的起重性能,减小高空拼装施工的工作量,需要在地面将桁架散件拼装成单个分段,再逐段进行吊装。在此过程中涉及汽车吊装载、起吊、卸载、移位4个事件行为。（3）桁架吊装：现场采取吊装方案的不同,直接影响了吊装设备的选型,出于安全性和设备容量考虑。（4）杆件焊接：杆件焊接涉及两个阶段,一是在拼装过程中进行散件的焊接拼装,二是吊装完成后补杆焊接。2钢结构由于钢结构在施工过程中都包含有现场运输、拼装、吊装和焊接等环节,本文只选取单馆次桁架(环向桁架)的施工安装过程为例进行详细分析，分别从主要工序过程及机械设备和计算模型进行。2.计算模型：建筑施工阶段是消耗能源的关键阶段,其实施过程施工机械将会消耗大量的电、汽油、化石燃料等能源。基于碳排放计算的目标,一般施工机械现场工作时间将其归类可划分为3种类型（1）机械正常工作时间：是指机械正常负荷下的工作时间,是机器在与机器说明书规定的额定负荷相符的情况下进行工作的时间。（2）机械低负荷怠工时间：在施工工序中必需消耗的工作时间里,不可避免地会有等待时间消耗。为便于计算,假设在等待中断时间过程中机械发动机并未停止,仍然存在一定能源消耗,根据离散事件仿真可得到各种机械的等待时间。（3）机械停止时间：在施工过程中机械由于施工的准备与结束、工人休息或其他不可避免的中断事件而导致机械停止运作的毫无建设性的时间。该时间段内,由于机械完全停止运作,从而不消耗能源,碳排放为零。3木结构全球年温室气体排放量中约30%来自建筑业，因此建筑形式对气候变化起着至关重要的作用。木材是一种可以固碳的绿色材料，生长每立方米木材可减少约1t二氧化碳的排放。木质建材在其生命周期中的碳排放量远低于现代建材，用其建造的木结构建筑在节能、抗震、环保、耐久等方面的性能均优于钢筋混凝土建筑。在木结构建筑生命周期中，建筑使用维护阶段是持续时间最长、对碳排放影响最大的阶段，可采用生命周期分析法，研究木结构建筑在使用过程中影响其碳排放的主要因素和量化方法。产品生命周期一般理解为一件产品从产生到消亡的过程，这个过程构成了一个完整的产品生命循环。生命周期分析（Lifecycleanalysis,LCA）是一项用于量化产品从原材料开采、运输、生产、使用到废弃处理或回收利用的过程中各个环节对环境影响的方法。3木结构在LCA视角下，建筑的生命周期包括以下几个阶段：①资源开采阶段：原材料资源的开采和运输；②建材生产阶段：建材的生产、加工、运输等；③建筑建造阶段：建材的安装固定、建筑的构建等；④建筑使用维护阶段：建筑在使用过程中采暖、通风、供水、空调、照明等的能耗，是整个建筑生命周期中最长的阶段；⑤建筑拆除回收阶段：包括建筑结构的拆卸和材料处理、废弃物的回收和再利用等。木结构建筑使用过程中，采用LCA法量化计算碳排放主要考虑两个方面：一是建筑使用时消耗的终端能源类型以及能源结构形式。二是建筑设计使用寿命，即耗能持续时间。GB50352—2019《民用建筑设计统一标准》将普通建筑设计使用寿命定为50年。4装配式建筑常用运输方式碳排放系数1装配式建筑常用运输方式碳排放系数

5装配式建筑常用能源碳排放系数核算1装配式建筑常用能源碳排放系数核算现阶段，随着对绿色环保的关注，在节能减排的同时尽可能优化成本成为发展装配式建筑的必然选择。能耗是装配式建筑研究中的一个重要对象。国内外关于装配式建筑能耗的研究主要集中在三个方面:一是不同装配式建筑建筑结构全生命周期的环境性能对比；二是建造阶段能耗所占比例的分析研究；三是对不同成分的建筑材料能耗和环境性能的研究。相比于传统现浇式建筑，装配式建筑具有设计标准化、生产预制化、施工装配化、管理信息化等特点，施工工序简单，可以减少由于施工过程中的粉尘和噪声污染，降低了对环境的不良影响。另外，装配式建筑的施工生产、施工运输、施工现场阶段与传统现浇式建筑也有明显区别。本文在充分考虑装配式建筑特点的基础上，首先选取生产线直接能耗统计法和简约式生命周期评估法进行研究，利用WBS方法，将装配式建筑施工能耗项目逐层分解，最后，从施工生产阶段、施工运输阶段、施工现场阶段三个阶段着手，建立装配式建筑施工能耗量化模型。2能耗量化研究方法与清单制定目前国内的节能建筑形式多样，如装配式混凝土结构、预制装配式钢结构、木结构等。在各种建筑形式里，最适合我国国情的装配式建筑结构是预制装配式混凝土结构。本文研究以装配式混凝土建筑为基础，对装配式建筑的施工能耗进行清单制定、量化。施工能耗量化研究方法：国内外关于能耗量化的研究方法众多，本文结合生产线直接能耗统计法和简约式生命周期评估法进行能耗量化。1、生产线直接能耗统计法，是根据建筑材料制造商的产量与能耗结构直接计算出建筑材料的能耗。2、限定生命周期的特定阶段，是在研究生产线直接能耗统计法的基础上，有学者提出了简约式生命周期评估方法，并提供了完整的简约式生命周期评估方法和体系。实用性分析见右图：2能耗量化研究方法与清单制定装配式建筑施工能耗清单制定（1）施工能耗项目分解：本研究利用WBS方法，根据装配式建筑的施工能耗组成，将装配式建筑施工能耗项目层层分解，并按照一定的规则进行编码。运用WBS对施工能耗项目的分解，相关图形见下：装配式建筑施工能耗项目编码体系装配式建筑施工能耗项目分解图2能耗量化研究方法与清单制定装配式建筑施工能耗清单制定（2）施工能耗项目特征及设备分析：装配式建筑施工能耗项目特征是指对分解后形成的每一个能耗项目的能源消耗的描述，如预制混凝土整体板，可以根据其安装高度进行描述。项目特征直接决定能源的消耗数量。在施工过程中能源消耗的来源是各类用能机械设备，应该从每个施工能耗项目所使用的机械设备及消耗的能源种类出发，进行数据采集。2能耗量化研究方法与清单制定装配式建筑施工能耗清单制定（2）施工能耗清单的确定：在对施工能耗项目进行WBS项目分解、项目特征及设备分析后，就可以确定装配式建筑施工能耗清单，以表格的形式表示，见表4-10。表4-10装配式建筑施工能耗清单3装配式建筑施工能耗量化模型施工能耗包括三方面的内容：施工生产能耗、施工运输能耗、施工现场能耗。装配式建筑施工能耗组成如图所示。3装配式建筑施工能耗量化模型施工能耗模型见下：1.施工生产能耗量化模型：装配式建筑施工生产能耗(Ee)是指在装配式建筑施工中使用的建筑材料、预制构件、建筑部品等在预制工厂的生产过程中，实际消耗的能源总量，包括在生产预制构件的过程中使用的一次能源(原煤、原油、天然气等)和二次能源(电力、汽油、柴油等)。2.施工运输能耗