工业化预制装配建筑全生命周期碳排放数据来源

1.全生命周期各阶段碳排放核算公式

（1）建材开采和生产阶段

建材开采生产阶段的碳排放是指在原材料开采、建材生产时由于消耗煤、石油、天然气等化石能源和电能及生产工艺引起的化学变化而导致大量的温室气体排放。国内现有研究［95-96］普遍认为，该阶段是除运营阶段之外碳排放量最大的阶段，占整个生命周期的10%～30%。这部分的碳排放属于建筑上游间接空间的排放，在国家或城市层面统计碳排放时把其归入工业领域，而不属于建筑范畴。我国有些学者在研究建筑碳排放时未将建材准备阶段的碳排放纳入，片面地认为建筑运行阶段的能耗、碳排放占建筑总能耗、总碳排放的绝大比重，但根据碳排放标准PAS2050及ISO14064，应将有关供货、材料、产品设计、制造等过程融入产品的碳排放影响中，因为建材本身的碳排放在建筑全生命周期内占有一定的比重，而且建材的选择也直接影响到建筑使用阶段的碳排放，把其纳入到全生命周期内，一方面更符合全生命周期的理念，另一方面也可以监督建筑建造阶段对建材的选用，促进低碳建材的开发。

①建材开采、生产阶段碳排放计算公式（2-12）：

P1＝Pj1＝∑k（Vk×Qk）　（2-12）

式中：

P1——建材开采和生产阶段碳排放量，t；

Pj1——建材开采和生产阶段间接空间碳排放量，t；

Vk——第k种考虑回收系数的建材碳排放因子，t/t、t/m2、t/m3；

Qk——第k种建材用量，t、m2、m3。

公式（2-12）中，Qk建材用量包括钢筋、混凝土等构成建筑本身的材料，也包含施工过程中所用的模板、脚手架等临时周转材料。传统现场建造模式下，关于建材用量的统计一般采用两种方法，一是查阅相关资料，如工程决算书、造价指标等，这种方法统计的数值比较精确，但是有些建筑由于时间久、数据保存等问题，一些基本数据丢失，需要进行估算；二是估算法，根据建成之后的建筑，依据建筑类型，按照体积、面积等相关指标进行估算。

②主要建材碳排放对建筑碳排放影响

2000—2005年我国总能耗、建材开采加工能耗、建筑运行能耗的情况及建筑能耗占全国能耗的比例，如表2-19所示。建筑能耗约占全社会总能耗的40%，运行能耗约占建筑能耗的60%，建筑材料的能耗约占建筑能耗的37.5%，从表中显示的趋势，可看出我国的总能耗和建筑能耗、建筑材料能耗都呈增长趋势，运行能耗趋于稳定，建筑材料的能耗增长推动了建筑能耗的增长，可见建筑材料的碳排放对建筑碳排放的影响较大。

表2-19　2000—2005年建材、建筑运行能耗情况

资料来源：《中国能源统计年鉴》

水泥、钢筋、混凝土、砖、木材、玻璃是主要的建筑材料。据中国建筑材料科学研究院的统计数据，国内每生产1t水泥，产生1.12tCO2；每生产1t钢锭，转炉炼钢工艺产生2.42tCO2，电炉炼钢工艺产生1.25t CO2。为减少建材碳排放，一方面是建材生产过程中的节能减排，一方面是选材时结合建筑本身特点选择低碳工艺生产的建材。

2006年清华大学联合加拿大木业协会发表《中国木结构建筑与其他结构建筑能耗和环境影响对比》的报告以及2011年尚春静等《不同结构建筑生命周期的碳排放比较》［97］，选取木结构、轻钢结构和钢筋混凝土结构三种不同结构形式的建筑，对其生命周期的碳排放进行了定量测算和对比分析，结论是木结构对环境影响最小、对资源占用最少。分析其原因为，木材在开采加工过程中能耗、资源消耗都很小，属于可再生材料，具有绿色、低碳建材的特点。对环境影响其次的是钢结构，而我国的建筑结构形式中，钢筋混凝土的结构形式占80%以上，这也是目前鼓励使用木材、推行钢结构和原因。

（2）建筑施工阶段

建筑施工是建筑产品生产过程中的重要环节，是建筑企业组织按照设计文件的要求，使用一定的机具和物料，通过一定的工艺过程将图纸上的建筑进行物质实现的生产过程。在这过程中会产生大量的污染（大气污染、土壤污染、噪声影响、水污染以及对场地周围区域环境的影响）与排放。建筑施工阶段主要包括建材运输、建筑施工两部分。

目前，我国对施工阶段能耗的分析较少，现有研究表明：建筑施工阶段能耗占建筑全生命周期能耗的23%［98］，在低能耗建筑中甚至高达40%～60%［99］。其中，建材运输能耗的大小主要由建筑材料的种类和数量、生产地到施工现场的距离、运输方式和运输工具等决定，通常是建材生产能耗的5%～10%［100］。建筑施工过程能耗主要是各种机械设备耗能以及各施工工艺的燃烧消耗［101］等，其大小主要由建筑材料的用量和种类、建筑结构形式、施工设备和施工方法等决定［102］。

对于施工阶段的能源消耗国内的研究目前还比较缺乏，实际工程的施工能耗数据也不易获得。根据相关文献［103］的统计分析，对于施工阶段的清单计算主要有四种方法：投入产出法［104］、现场能耗实测法［105］、施工程序能耗估算法［106-107］和预决算数量估算法［108］。如果有耗能数据，则根据各施工工艺量乘以相应的碳排放因子，便可以求和得到该阶段碳排放总量。在没有耗能数据时，如果知道施工费用，可以使用投入产出法。若两种方法都不能使用，则可以使用台湾学者张又升根据现场实测能耗总结出的简化公式进行估算，见核算公式汇总表（表2-24）。

建筑施工阶段碳排放的计算见公式（2-13）所示：

P2＝Pi2＋Pj2　（2-13）

式中：

P2——建筑施工阶段碳排放量，t；

Pi2——建筑施工阶段直接空间碳排放量，t；

Pj2——建筑施工阶段间接空间碳排放量，t。

①直接空间碳排放量

直接空间碳源包括各种施工工艺导致的直接碳排放，计算方法有两种：一种方法是统计各种工艺的工作量，再计算单位工艺的碳排放，二者乘积就是直接空间的碳排放，该方法需统计的各种施工工艺量大，单位工艺的碳排放与现场机械利用情况有关，每个地方的情况也不同，难以统计，但计算更接近实际情况，见公式（2-14）所示，表2-20给出了部分施工工艺的单位能耗。另一种方法是能源分析法，施工阶段主要的碳排放基本是由能源使用导致的，统计能源用量，直接计算得出碳排放量，见公式（2-15）所示：

Pi2＝∑k（Wk×Yk）　（2-14）

式中：

Wk——第k种施工工艺完成单位工程量的排放量，t/t；

Yk——第k种施工工艺的工程量，t。

Pi2＝∑k（Ek×Nk）　（2-15）

式中：

Ek——第k种能源碳排放因子，t/t、t/L、t/m3；

Nk——第k种能源用量，主要是煤炭、油类、天然气等，t、L、m3。

表2-20　部分施工方法的单位能耗

资料来源：Adalberth K.Energy use during the life cycle of buildings：A method［J］.Building and Environment，1997，32（4）：317-320.

②间接空间碳排放量

间接空间的碳源包括两方面：建材运输导致的碳排放和施工耗电产生的碳排放，见公式（2-16）所示；运输碳排放采用路程法，建材运输碳排放的大小主要由建筑材料的种类和数量、生产地到施工现场的距离，以及运输方式等决定，通常单位质量建材海路运输碳排放最低，火车次之，汽车最高，见公式（2-17）所示；电力导致的碳排放，直接统计耗电量或根据工程预算书估算后进行计算即可，见公式（2-18）所示。

Pj2＝Pt＋Pd　（2-16）

式中：

Pt——建材运输碳排放量，t；

Pd——施工设备耗电碳排放量，t。

Pt＝∑k∑j（Qk×ηj×Lkj）　（2-17）

式中：

Qk——第k种建材用量，t；

ηj——第j种运输方式，运输单位质量、建材单位距离的碳排放，t/t·km；

Lkj——第k种建材第j种运输方式的运输距离，km。

Pd＝E×Ee　（2-18）

式中：

E——耗电量，kWh；

Ee——电力碳排放因子，t/kWh。

其中关于运输碳排放因子的计算，根据各种交通工具百公里油耗，结合各种能源的碳排放因子，计算得出主要运输方式的碳排放因子，如表2-21所示：

表2-21　主要运输方式的碳排放因子

资料来源：李学东.铁路与公路货物运输能耗的影响因素分析［D］.北京：北京交通大学，2009.

由表2-21可以看出不同的运输方式碳排放量差距还是很大的，从单位距离碳排放来看，航空＞公路＞铁路＞水运，远距离运输尽量选择水路及铁路，短途可以采用公路运输。理想情况当然是能够得到主要建材运输距离、运输方式，直接计算就可以得到建材运输阶段的碳排量。但是大多数情况下这些数据是很难得到的，尤其是计算建造年限较久的建筑，所以有时候就需要估算。我国建材运输主要是公路运输，燃料是汽油和柴油，一般情况下公路运输选择内燃机车。以每运载1t货物100km耗油6L计算，ηj可以近似取如下值：

其中2.778×10-3（t/L）为柴油碳强度系数。

据2009年统计数据，我国货物的平均运输距离为65km，查阅有关建材运输距离统计方面的文献发现，城市间建材运输一般最高选择500km，同城最高选择50km，综合各种文献关于距离的选择，在没有详细数据时，本书建议异城运输距离按150～200km，同城按20～30km取值。

（3）建筑使用和维护阶段

建筑使用和维护阶段的碳排放包括使用阶段与更新维护阶段两大部分。

使用阶段：使用阶段的碳排放主要来源于空调的使用耗电、照明耗电、电梯的使用以及热水供应、采暖等。其中建筑物由于用途和结构的不同可以分为住宅类和商业类，对于住宅建筑而言，采暖和空调、照明在总的碳排放比例中占65%，为主要构成部分，热水供应占15%，电气设备占14%，其余占6%［109］；而对于公共建筑，其使用阶段的碳排放主要来源于空调系统和照明用电，能源消耗大，通常占建筑生命周期的80%以上［110］，即使是对于能源使用效率极高的建筑，在使用阶段的耗能也高达50%～60%［111］。此处需要注意的是，对于建筑物而言，在使用阶段所产生的碳排放不包括其内部电器、家电等的能源消耗，例如电视机在使用过程中产生的碳排放就不能够包括在内。

而该阶段的总能耗就由各部分的分项能耗以及建筑使用年限决定。对于建筑的使用年限，以往研究中的建筑年限取值范围为35～100年，在通常研究中取建筑的使用年限为50年［112］，这一取值与我国一般建筑物的设计寿命相当。

更新维护阶段：更新维护阶段能耗是指在建筑物使用阶段的维护和修缮活动中涉及的能耗。在建筑物运行过程中，因部分材料或构件达到自然寿命需要对其更新或维护。需要更换时，维护阶段的碳排放计算与建筑物材料的生产加工以及运输的碳排放计算相似，最终可以转化成运输能源的碳排放和相应材料的碳排放。

更新维护阶段的数据主要有两种来源：实际运行的监测数据；使用能耗分析软件进行模拟估算。通过实测法获得的数据，需要有比较完备的能耗分项统计系统，同时需要较高的管理水平，才能确保其完整及准确性。虽然实测法能够反映建筑真实的能耗情况，但统计工作量大，数据收集较困难，且结果因不同使用者的用能习惯不同而有主观差异［113］；而通过模拟方法得到的能耗数据并非建筑的实际能耗水平，一方面受到模拟软件的约束，比如各种输入条件对于最后的模拟结果有影响，另一方面，建筑的实际运营情况可能与模拟输入条件有差别，比如实际的入住率等［114］，但此种方法计算过程简洁明晰，易操作，适于建筑设计阶段对建筑使用环节对碳排放的预测，对低碳减排更具指导意义。

下面是建筑使用和维护阶段碳排放计算公式（一）——监测数据。

计算公式（一）力求覆盖更新维护阶段碳排放的各个方面，分项分类统计，见公式（2-19）所示。建筑使用和维护阶段碳源包括：建筑设备及其附属设备直接排放的温室气体、建筑设备生产时排放的温室气体、建筑所用能耗产生的温室气体、建筑维护碳排放、建筑用地的碳汇，以及水处理产生的碳排放等。建筑使用和维护阶段与建筑类型关系密切，例如：民用建筑和办公建筑的室内设备和HVAC系统（采暖通风与空调）是完全不同的。这里核算的有关设备只是为维持建筑基本功能的那些设备。表2-22列出了使用阶段各种碳源，其中范围1是必须计算的，而范围2现在还缺少基础数据，属于可选计算范围。

表2-22　建筑使用和维护阶段碳源分类

资料来源：彭渤.绿色建筑全生命周期能耗及二氧化碳排放案例研究［D］.北京：清华大学，2012.

关于建筑用能导致的碳排放需要进行简要说明，建筑能耗导致的碳排放分为直接排放和间接排放，建筑直接利用的煤炭、石油、天然气等化石能源导致的碳排放属于直接排放，而建筑用的电力、热水、蒸汽导致的排放属于间接排放，这里所说的热水、蒸汽专指市政部门提供，建筑内自己生产的热水、蒸汽属于直接排放。

P3＝Pi3＋Pj3　（2-19）

式中：

P3——建筑使用和维护阶段碳排放量，t；

Pi3——建筑使用和维护阶段直接空间碳排放量，t；

Pj3——建筑使用和维护阶段间接空间碳排放量，t。

①直接空间碳排放量，见公式（2-20）所示：

Pi3＝Pi3（1）＋Pi3（2）＋Pi3（3）　（2-20）

式中：

Pi3（1）——建筑内化石燃料消耗导致的碳排放量，t；

Pi3（2）——制冷设备制冷剂泄漏产生的碳排放量，t；

Pi3（3）——建筑绿地碳汇，t。

Pi3（1）计算方式见公式（2-21）所示：

Pi3（1）＝∑k（Ek×Q×N）　（2-21）

式中：

Ek——第k种能源碳排放因子，t/t、t/L、t/m3；

Q——建筑使用阶段各种能源每年的平均消耗量，主要是煤炭、油类、天然气等，t/a、L/a、m3/a；

N——建筑运行时间，取50年，a。

建筑化石燃料消耗导致的碳排放是由采暖系统、制冷系统、热水加热系统导致的，采暖系统包括：小型锅炉房、家庭自主采暖设备等，集中供热系统属于间接排放；制冷系统包括小型用户的家用空调、大型中央空调及其附属设备，这些设备的共同特点都是以化石能源为动力，直接排放温室气体。

Pi3（2）计算方式见公式（2-22）所示：

Pi3（2）＝∑j（Cs＋Ci-Cd-Ce）×GWPj　（2-22）

式中：

Cs——开始时设备制冷剂存量，t；

Ci——填充的制冷剂量，t；

Cd——回收的制冷剂量，t；

Ce——存量设备中剩余的制冷剂量，t；

GWPj——制冷剂的碳排放系数，t/t。

Pi3（3）计算方式见公式（2-23）所示：

Pi3（3）＝K×S×N　（2-23）

式中：

K——单位建筑面积、单位时间的碳汇，t/（m2·a）；

S——建筑面积，m2；

N——建筑运行时间，取50年，a。

需要说明的是碳汇为负值，吸收温室气体，K值的选取参考表2-23，对于绿化面积较大的住区，绿地的碳汇量还是很可观的，可以起到中和碳源的作用。

表2-23　不同绿地类型的碳汇量

资料来源：阴世超.建筑全生命周期碳排放核算分析［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2012：39.

②间接空间碳排放量，见公式（2-24）所示：

Pj3＝Pj3（1）＋Pj3（2）＋Pj3（3）＋Pj3（4）＋Pj3（5）　（2-24）

式中：

Pj3（1）——建筑设备的生产产生的碳排放量，t；

Pj3（2）——建筑用电碳排放量，t；

Pj3（3）——建筑用热水、蒸汽碳排放，t；

Pj3（4）——水处理产生的碳排放量，t；

Pj3（5）——建筑维护所用建材的生产产生的碳排放量，t。

Pi3（1）计算方法见公式（2-25）所示：

Pj3（1）＝∑k（Mak×m）　（2-25）

式中：

Mak——第k种设备生产时产生的碳排放量，t/个；(www.chuimin.cn)

m——第k种设备的数量，个。

首先确定建筑设备：供暖设备、制冷设备、照明设备、热水设备、给排水设备，只限于这些维持建筑基本功能的设备，现在关于设备碳排放的研究还比较少，这里只是给出了计算公式，具体计算还有待各行业碳足迹研究工作的深入，有了各种设备的基础数据之后可以计算。

Pi3（2）计算方法见公式（2-26）或公式（2-27）所示：

Pj3（2）＝∑k（Qk×Ee×T×N）　（2-26）

或Pj3（2）＝E×Ee×N　（2-27）

式中：

Qk——第k种设备单位时间耗电量，即功率，kWh/h，kW；

Ee——电力碳排放因子，t/kWh；

T——设备年运行小时数，h/a；

N——建筑运行时间，取50年，a；

E——建筑平均每年的耗电量，kWh/a。

根据设备功率统计各种设备的耗电量，如供暖设备、制冷设备、照明设备、热水设备、给排水设备，统计各设备的每年的运行时间，最后计算得出碳排放量，见公式（2-26）所示。或是直接统计建筑的耗电量，收集物业公司每月建筑耗电量，计算得出碳排放量，见公式（2-27）所示。

Pi3（3）计算方法见公式（2-28）所示：

Pj3（3）＝（qs×es＋qw×ew）×N　（2-28）

式中：

qs——每年蒸汽用量，t、GJ；

es——蒸汽的碳排放因子，t/t、t/GJ；

qw——每年热水用量，t、GJ；

ew——热水的碳排放因子，t/t或t/GJ；

N——建筑运行时间，取50年，a。

建筑使用阶段热水、蒸汽的碳排放，这里一般指HVAC系统（即采暖通风与空调系统），计算方法是统计使用量乘以排放因子。对于蒸汽、热水的排放因子，需要有能源公司提供。

Pi3（4）计算方法见公式（2-29）所示：

Pj3（4）＝［W1Q1＋（W2＋C2）×Q2＋（W3＋C3）×Q3］×N　（2-29）

式中：

W1——给水系统动力消耗碳排放，通常取0.22kg/t；

W2——排水系统动力消耗碳排放，通常取0.18kg/t；

C2——污水处理中污水处理系统碳源转化产生的碳排放，通常选0.55～0.85kg/t；

W3——住区污水处理厂动力消耗碳排放，通常选0.10～0.18kg/t；

C3——住区处理中污水处理系统碳源转化产生的碳排放，通常选0.55～0.85kg/t；

Q1——建筑自来水用量，t/a；

Q2——排至市政污水管道的水，t/a；

Q3——住区污水处理站处理的水，t/a；

N——建筑运行时间，取50年，a。

本书根据我国给水行业平均制水单位电耗约为0.3kWh/t，即生产1t水大约造成0.22kg碳排放；根据我国二级污水处理平均电耗指标0.25kWh/t，即处理1t水大约造成0.18kg碳排放；污水处理系统碳源转化产生的碳排放0.55～0.85kg/t。

Pi3（5）计算方法见公式（2-30）所示：

Pj3（5）＝∑k［Vk×Qk×（1-ηk）］（2-30）

式中：

Vk——第k种建材的碳排放因子，t/t，t/m3；

Qk——第k种建材的用量，t、m2、m3；

ηk——第k种建材的回收系数。

各种建材都有其使用寿命，需定期进行更新维护，这些更新维护所需建筑材料的生产也会产生碳排放，由于各种建材的使用时间不同，更换时间也不同，需要分别进行计算。这些建材的单位碳排放系数和之前列出的排放系数是一样的，建材用量根据建筑初始建造量和建材寿命周期进行计算，由此来确定建材用量。

下面是建筑使用和维护阶段碳排放计算公式（二）——能耗分析软件。

计算公式（二）是对使用维护过程中的碳源进行简化，主要包括空调、采暖、照明能耗所产生的排放量，利用Energy Plus动态模拟软件模拟所选建筑的全年动态冷负荷及热负荷进行辅助计算，见公式（2-31）所示。维护修缮过程的CO2排放量主要源于更换建筑材料的生产和运输，计算值考虑在P1中。

P3＝（PCH＋PI）×N×θ　（2-31）

式中：

PCH——采暖和空调能耗产生的排放量，t；

PI——照明能耗产生的排放量，t；

N——建筑物的使用年限，a；

θ——减排修正系数。

PCH计算方法见公式（2-32）：

PCH＝ECY×WCY/ηC＋EHY×WHY/ηH　（2-32）

式中：

ECY——建筑物年总冷负荷（kWh）（采用Energy Plus动态模拟软件）；

EHY——建筑物年总热负荷（kWh）（采用Energy Plus动态模拟软件）；

WCY——单位冷负荷的碳排放量，t；

WHY——单位热负荷的碳排放量，t；

ηC——空调设备系统效率EER；

ηH——采暖设备系统效率。

根据《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ26—2010），ηH取0.9×0.68＝0.612。根据《房间空气调节器能效限定值及能源等级》（GB　12021.3—2010），ηC取2.90。

PI计算方法见公式（2-33）所示：

PI＝∑f（WT×Af×Tf×F）×Ei　（2-33）

式中：

WT——各房间或通道的设计照明容量，按7W/m2（现行规范规定的限值）；

Af——各房间或通道的地板面积，m2；

Tf——各房间或通道的照明时间（按每天3h计算）；

F——节能设施的修正系数；

Ei——单位照明能耗的碳排放量，t/kWh。

（4）建筑拆除和回收阶段

建筑拆除和回收阶段指废弃建筑在拆除过程中的现场施工、场地整理以及废弃建筑材料和垃圾的运输和处理等过程。建筑拆除和回收阶段的碳源包括三个方面：

建筑拆除解体阶段：传统建造方式下，建筑拆除能耗主要与拆除作业的机器设备、施工工艺和拆除数量有关。由于建筑物结构的不同，拆除方法也各异，但都需要大量的人力与机具配合。以最常见的钢筋混凝土结构建筑为例：搭建脚手架、拆除装潢与铝合金门窗、拆除砖墙、分离砖石与混凝土、用大型器械拆除混凝土框架等，由此可见，拆除过程中的碳排放来自各种拆除工法与机具的能耗，大致包括：破碎/构建拆除工艺、开挖/移除土方、平整土方、起重机搬运等［115］。

废弃物搬运及处理阶段：主要是对拆除后的材料进行分类（分类出金属、钢筋、铝合金门窗、废弃的砖瓦混凝土、木质材料、塑料、玻璃等）、装载清运、处理。碳排放源自搬运、运输工具、各类废弃物处理设备等耗用能源产生的碳排放。

废弃物回收再利用阶段：废弃物可以通过再利用、再循环、焚烧等方式回收。回收利用能避免二次污染，缓解建材供应紧张，降低能耗减少碳排放。但其碳排放也不可避免，其碳排放主要源自再生材料以及设备耗能产生的碳排放［116］。现阶段的研究对于建筑工程拆除后的废弃物利用还不是很明确，只有一部分材料在研究中得到相对准确的再利用数据。如对于废钢铁，每1万t废钢铁，可以炼出9　000t优质钢，这能够节约能源达到60%［117］；铝的再生也只需要消耗不到电解铝生产的5%的能源［118］。除此之外，具备可再生性的材料还有建筑玻璃、木材、铝合金型材等。

和建筑施工阶段一样，拆除及回收阶段的实际能耗数据不易获得，并且，以往研究的案例很少能够真正涉及拆除过程。在实际数据不易获得的情况下，通常只能根据已有的一些研究成果进行估算，如有研究表明，建筑在拆除阶段的能源消耗大约占到施工过程能耗的90%［119］，可以根据这一比例进行估算，相应的碳排放量则与该阶段的能耗和单位能耗的碳排放量有关。张又升［120］也研究了建筑拆除阶段的碳排放与建筑层数的拟合关系，可以作为估算该阶段能耗和CO2排放的另一个方法。但实际上，大部分研究对这两个阶段的能耗和碳排放计算进行了忽略，因为从建筑全生命周期的角度来看，这两个过程的能耗和碳排放所占的比例非常小。如：台湾地区有研究资料表明，对于钢筋混凝土建筑，拆除阶段的能耗只占生命周期总能耗0.18%［121］；林波荣对97个典型案例的碳排放数据进行了深入分析和总结，发现住宅建筑的建造施工和拆除施工过程的能耗占生命周期总能耗比例平均只有0.44%，公共建筑平均只有0.46%［122］。因此，综合考虑计算的可行性和所占比例的大小，对于建筑建造施工和拆除阶段的碳排放在目前的研究和计算中考虑忽略。

建筑拆除和回收阶段碳排放的计算如公式（2-34）所示：

P4＝Pi4＋Pj4　（2-34）

式中：

P4——建筑拆除和回收阶段碳排放量，t；

Pi4——建筑拆除和回收阶段直接空间碳排放量，t；

Pj4——建筑拆除和回收阶段间接空间碳排放量，t。

①直接空间碳排放量，见公式（2-35）所示：

Pi4＝∑k（Ek×Qk）　（2-35）

式中：

Ek——第k种能源碳排放因子，t/t、t/L、t/m3；

Qk——建筑拆除阶段第k种能源用量，主要是煤炭、油类、天然气等（t、L、m3）。

②间接空间碳排放量，见公式（2-36）所示：

间接空间的碳源在这里主要包括：建筑废弃物的运输、建筑垃圾的处理与回收、建筑拆除用电等排放的温室气体。

Pj4＝Pj4（1）＋Pj4（2）＋Pj4（3）　（2-36）

式中：

Pj4（1）——建筑废弃物运输的碳排放量，t；

Pj4（2）——建筑垃圾的处理和回收的碳排放量，t；

Pj4（3）——建筑拆除用电的碳排放量，t。

Pj4（1）计算方法见公式（2-37）所示：

Pj4（1）＝∑k∑j（QRk×ηj×Lkj）　（2-37）

式中：

QRk——第k种建筑垃圾的重量，t；

ηj——第j种运输方式，运输单位质量建筑垃圾单位距离的碳排放，t/（t·km）；

Lkj——第k种建筑垃圾第j种运输方式的运输距离（km）。

在实际统计建筑垃圾时，不会把建筑垃圾进行那么详细的分类，大部分建筑垃圾是一起被运走处理的，很大一部分就直接填埋了。这时候一般可以直接统计建筑垃圾总量，大概相当于建筑材料用量的80%，一般采用公路运输，直接统计运输量，进行计算就可以了。

Pj4（2）计算方法见公式（2-38）所示：

Pj4（2）＝∑k（Qk×Rk）　（2-38）

式中：

Qk——第k种可回收建筑垃圾的质量，t；

Rk——第k种可回收建材回收过程中的碳排放因子，t/t。

Pj4（3）计算方法见公式（2-39）所示：

Pj4（3）＝E×Ee　（2-39）

式中：

E——建筑拆除阶段的耗电量，kWh；

Ee——电力碳排放系数，t/kWh。

（5）小结：全生命周期各阶段碳排放核算公式汇总

各阶段碳排放计算模型见表2-24，其基本原理是以“碳排放量＝活动数据×排放因子”为基础［123］，获得来源于分活动分燃料品种的能源消费量和相应的排放因子［124］等相关数据后，首先求得各活动的碳排放量，最终求和即可。目前尚没有碳排放量的直接监测数据，所以大多研究都通过能源消费量测算碳排放量［125］。但有时为了简便，也有以建筑物的地上层数预估其产生的CO2排放量的方法［126-127］。

表2-24　生命周期各阶段的碳排放计算模型汇总

续表2-24

资料来源：作者自绘。

2.全生命周期各阶段数据来源

除了研究核算边界和计算方法的确定，数据库的研究和建立也是建筑全生命周期评价中非常重要的一部分工作。通过对国内外常见的建材生命周期数据库的对比研究［128］，发现使用不同的建材数据库，计算建筑建材内含能量和碳排放结果存在不同程度的误差，较大的甚至能够达到约30%的误差。可见不同数据库对于计算的影响非常大。表2-25为汇总整理后的各阶段碳排放来源及对应数据来源。

表2-25　建筑生命周期不同阶段数据来源汇总

续表2-25

资料来源：林波荣，刘念雄，彭渤，等.国际建筑生命周期能耗和CO2排放比较研究［J］.建筑科学，2013，29（8）.