建筑全生命周期的碳排放即是建筑物化、使用和拆除处置各阶段的各类温室气体排放量与其全球气候变暖影响潜能特征当量因子相乘所得到的总和。能源的碳排放因子包括单位质量能源从开采、加工、使用各个环节中排放的温室气体转化为CO2量的总和。IPCC对不同种类煤进行测定，其他组织机构均把煤作为一种综合的能源对其综合碳排放因子进行测定。......
2023-10-09
工业化预制装配建筑全生命周期碳排放评价
【摘要】：本书选取案例为四个建筑设计相近的重型结构、轻型结构的低层住宅建筑为分析对象［136-138］，建筑占地面积250m2，地上两层，地下一层，建设期为1年，房屋使用寿命为50年。图2-17轻钢结构每年单位面积各阶段碳排放比例资料来源：作者自绘。④重型结构在建筑施工阶段和建筑拆除阶段的单位时间碳排放之和所占比例高于轻型结构。每年单位建筑面积碳排放：①重型结构＞轻型结构；②钢筋混凝土结构＞钢结构＞轻钢结构＞木结构［139］。
本书选取案例为四个建筑设计相近的重型结构（钢结构、钢筋混凝土结构）、轻型结构（木结构、轻钢结构）的低层住宅建筑为分析对象［136-138］，建筑占地面积250m2，地上两层，地下一层，建设期为1年，房屋使用寿命为50年。通过对其建筑全生命周期各阶段的碳排放量的定量核算，从各阶段占全生命周期碳排放比例和每年单位建筑面积各阶段碳排放比例（50年使用期）两个角度对各结构类型、结构材料进行比较分析，如表2-27、表2-28所示：
表2-27 不同材料结构类型建筑各阶段全生命周期碳排放比例关系
资料来源：作者自绘。
表2-28 不同材料结构类型建筑每年单位建筑面积各阶段碳排放比例关系（50年）
资料来源：作者自绘。
1.重型结构（钢结构、钢筋混凝土结构）
（1）钢结构（图2-10、图2-11）
图2-10 钢结构各阶段碳排放比例
资料来源：作者自绘。
图2-11 钢结构每年单位面积各阶段碳排放比例
资料来源：作者自绘。
（2）钢筋混凝土结构（图2-12、图2-13）
图2-12 钢筋混凝土结构各阶段碳排放比例
资料来源：作者自绘。
图2-13 钢筋混凝土结构每年单位面积各阶段碳排放比例
资料来源：作者自绘。
2.轻型结构（木结构、轻钢结构）
（1）木结构（图2-14、图2-15）
图2-14 木结构各阶段碳排放比例
资料来源：作者自绘。
图2-15 木结构每年单位面积各阶段碳排放比例
资料来源：作者自绘。
（2）轻钢结构（图2-16、图2-17）
图2-16 轻钢结构各阶段碳排放比例(www.chuimin.cn)
资料来源：作者自绘。
图2-17 轻钢结构每年单位面积各阶段碳排放比例
资料来源：作者自绘。
所有结构类型比较：
①建筑全生命周期各阶段碳排放比例关系大致是：建材生产阶段（5%～20%），建筑施工阶段（0.4%～4%），建筑使用阶段（75%～95%），建筑拆除阶段（0.05%～5%），从大到小依次是：建筑使用阶段、建材生产阶段、建筑施工阶段、建筑拆除阶段。
由图2-10、图2-12、图2-14、图2-16可以发现：
②建筑使用阶段碳排放量所占比例最高，达70%以上，其中轻型结构更是超过90%。
③不论重型结构还是轻型结构，建材生产阶段比建筑施工和拆除阶段碳排放总和还要高。
④不论重型结构还是轻型结构，建筑使用阶段与建材生产阶段之和占总量的90%以上。
由以上分析可得，建筑使用阶段是建筑碳排放的主要阶段，也是减碳的重点阶段，应该重视使用阶段的碳排放，只有降低使用阶段的碳排放，才能从整体上降低建筑碳排放。
重型结构与轻型结构比较：
⑤重型结构，建筑全生命周期各阶段碳排放比例关系大致是：建材生产阶段（18%），建筑施工阶段（3%），建筑使用阶段（75%），建筑拆除阶段（4%），从大到小依次是：建筑使用阶段、建材生产阶段、建筑拆除阶段、建筑施工阶段。
⑥轻型结构，建筑全生命周期各阶段碳排放比例关系大致是：建材生产阶段（4%），建筑施工阶段（0.9%），建筑使用阶段（95%），建筑拆除阶段（0.1%），从大到小依次是：建筑使用阶段、建材生产阶段、建筑施工阶段、建筑拆除阶段。
⑦重型结构在建材生产阶段的碳排放比例（18%）明显高于轻型结构（4%左右）。
⑧重型结构在建筑施工和拆除阶段之和所占比例（7%）明显高于轻型结构（1%）。
由以上分析可得：
重型结构在建材生产阶段的碳排放比例高于轻型结构，原因在于结构材料的选择，轻型结构中的木结构建筑采用的工程木，包括规格材、OSB、I-Joist，其材料的碳排放系数分别为30.3kg CO2/m3、550kg CO2/t、380kg CO2/t；而重型结构的四种主要结构类型中混凝土的用量占到建材总量的绝大部分，按照质量原则，取混凝土为建材的主要研究对象，而水泥是混凝土的主要成分，而且是混凝土碳排放的主要来源，水泥的碳排放系数为1 220kg CO2/t，远高于工程木三种主要建材的碳排放系数。轻型结构中的轻钢结构，其主要建材——钢材的碳排放系数为6 470kg CO2/t，高于水泥，但由于同等条件下满足使用功能的建筑，重型结构所需的水泥用量远高于轻钢结构的用钢量，因此重型结构在建材生产阶段的碳排放比例高于轻型结构。
重型结构的建筑施工阶段与拆除阶段的碳排放比例高于轻型结构，原因在于重型结构建筑由于结构类型材料的关系，在施工和拆除阶段的能源消耗量要高于轻型结构。
在对图2-10、图2-12、图2-14、图2-16的分析时没有考虑时间因素和面积因素，如果把建材生产阶段、建筑施工阶段、建筑拆除阶段都考虑为1年，计算单位面积年碳排放量，从图2-11、图2-13、图2-15、图2-17可以发现：
所有结构类型比较：
①建材生产阶段的单位时间碳排放比例是最高的。
②建筑施工阶段和拆除阶段的单位时间碳排放比例明显提升。
由上述分析可知，建筑使用阶段的碳排放总量是最高的，是降低碳排放的重点，但是在单位时间碳排放上建材生产阶段比建筑使用阶段高，其余两个阶段（施工阶段和拆除阶段）也同样存在很大的减碳潜力和空间，且由于是集中排放，从而对环境的影响更大，所以我们在重视建筑使用阶段碳排放的同时，也不能忽略其他阶段的减排意义。
重型结构与轻型结构比较：
③轻型结构在建筑使用阶段单位时间的碳排放比例（25%左右）远高于重型结构（5%左右）。
④重型结构在建筑施工阶段和建筑拆除阶段的单位时间碳排放之和所占比例高于轻型结构。
⑤重型结构在建筑施工阶段和建筑拆除阶段的单位时间碳排放比例高于使用阶段；而轻型结构在建筑施工阶段和建筑拆除阶段的单位时间碳排放比例低于使用阶段。
每年单位建筑面积碳排放：
①重型结构＞轻型结构；
②钢筋混凝土结构＞钢结构＞轻钢结构＞木结构［139］。
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2023-10-09
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