因此在分析建筑碳排放时，应当从建材生产阶段开始，即从全生命周期的角度考虑建筑碳排放。全生命周期评价体系克服了以往研究的片面性和局限性，使人们对建筑碳排放有了更加深入全面的了解。......
2023-10-09
工业化预制装配建筑碳排放评价模型
【摘要】：工业化建筑方案评估，既是碳排放核算的起点，同样也是终点，碳排放核算模型建立的最终目的是在建筑方案设计的初始端对其全生命周期进行碳排放量的估算，得出计算结果和LCA分析报告，归纳总结碳排放的主要来源，包括明确的碳排放阶段和建筑的具体组成部分等，最后再反馈到设计端以便对建筑方案作出调整，具有明确的指导意义。
根据国际标准化组织（ISO）提出的全生命周期评价（LCA）理论，构建全新的工业化预制装配建筑的全生命周期碳排放评价模型框架，其基本步骤同样分为四步：确定目标和范围、清单分析、影响评价、结果解释［2］。下面具体阐述四大部分的具体内容及其它们之间的关系。
1.确定目标和范围
确定目标和范围是对一个产品系统的生命周期中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价，表征系统和过程对环境的影响及其程度。
目标确定即产品系统，包括从最初的原材料开采到最终产品使用后的废物处理全过程。本书研究的“目标确定”，即“工业化预制装配建筑的全生命周期的碳排放”，包括①建材开采和生产阶段的碳排放；②工厂化生产阶段的碳排放；③物流阶段的碳排放；④装配阶段的碳排放；⑤建筑使用和维护更新阶段的碳排放；⑥拆卸与回收阶段的碳排放。
范围确定的主要内容包括系统边界、环境影响类型、数据要求、假设和限制条件等。系统边界及环境影响类型如图3-7所示，数据要求包括两大部分：①工业化建筑数据信息库；②基础数据信息库。两大数据库是碳排放精确计算的基础，计算结果的准确性直接取决于数据库信息的广度和精度。如图3-8所示。
图3-7 工业化预制装配建筑的全生命周期的碳排放——系统边界、环境影响类型
资料来源：作者自绘。
图3-8 数据信息（上：工业化建筑数据信息库；下：基础数据信息库）
资料来源：作者自绘。
2.清单分析
清单分析是生命周期过程中物质和能量流的抽象和一般化的阶段，是对产品、工艺活动在其整个生命周期的资源、能源输入和环境排放进行数据量化分析，其实质是数据收集、整理与分析。清单分析的核心是建立以产品功能单位表示的产品系统的输入和输出。本书选用的清单分析方法是基于过程的清单分析。
对于工业化预制装配建筑的碳排放清单分析，可以分阶段处理，以过程分析为基础，首先划分六大主要流程：即①建材生产流程；②加工工艺流程；③运输流程；④装配流程；⑤维护更新流程；⑥回收流程。再将每个大流程按照（构件、组件、模块）这些研究对象，划分为一系列单元过程或活动，通过对单元过程或活动的输入、输出分析，建立相应数据清单。如图3-9所示。
图3-9 工业化预制装配建筑的碳排放清单分析(www.chuimin.cn)
资料来源：作者自绘。
3.影响评价
影响评价是生命周期评价中最关键的一步，即在前两步的基础上给出评价对象对环境造成的影响。为了说明清单分析中各工艺过程、活动或产品各个组成部分对环境潜在的影响大小，而对这些因素按照一定方法进行评估，为决策者提供环境数据或信息支持。该阶段称为生命周期影响评价（Life Cycle Impact Assessment，简称LCIA）。
工业化预制装配建筑碳排放LCA分析报告，可以从纵（时间）、横（空间）两方面入手，划分为三种评价方式：①纵向分阶段：按照生命周期的阶段划分，比较各个阶段的碳排放比例关系。②横向按建造逻辑关系：以碳排放计算对象（构件、组件、模块）的层级关系，分级统计其全生命周期的碳排放总量，并作横向对比。③横向按工业化建筑的组成部分：分为结构体、（外、内）围护体、设备体三大部分，影响评价可以就这三部分的碳排放量做出横向类比，三部分之间彼此独立同时相互制约，其中结构体通常占主导地位，是工业化建筑的核心部分，而围护体、设备体受结构体的制约。影响评价还可以通过不同的工业化建筑类型进行更深入的评估，以住宅类型为例，结构体包括：支撑结构、楼板、楼梯等；（外、内）围护体包括：外墙围护、地面、屋面、门、窗、内分隔墙、壁柜等；设备体包括：卫生间、厨房、暖通和空调系统等。以上三种评价方式从不同角度为最终建筑方案设计调整所需信息作出数据或信息支撑。如图3-10所示。
图3-10 工业化预制装配模式的三种影响评价方式
资料来源：作者自绘。
4.结果解释
根据初始确定的研究目标和范围，将清单分析及影响评价过程中所发现的问题综合考虑进来，对生命周期影响评价的结果做出解释，形成最后的结论与建议。结果解释的意义在于通过影响评价结果识别产品系统的较弱环节，发现改进机会。工业化预制装配建筑的碳排放结果解释，即通过信息反馈对工业化建筑方案做出及时、有针对性的调整。
工业化建筑方案评估，既是碳排放核算的起点，同样也是终点，碳排放核算模型建立的最终目的是在建筑方案设计的初始端对其全生命周期进行碳排放量的估算，得出计算结果和LCA分析报告，归纳总结碳排放的主要来源，包括明确的碳排放阶段和建筑的具体组成部分等，最后再反馈到设计端以便对建筑方案作出调整，具有明确的指导意义。
基于确定目标和范围、清单分析、影响评价和结果解释这四步骤与方法，绘制工业化预制装配建筑全生命周期碳排放评价模型，如图3-11所示。
图3-11 工业化预制装配建筑全生命周期碳排放评价模型
资料来源：作者自绘。
图3-11中的①、②、③、④分别对应ISO全生命周期评价理论框架的四步骤：①确定目标和范围；②清单分析；③影响评价；④结果解释。在工业化建筑数据信息库、基础数据信息库的基础上，基于工业化预制装配建筑的全生命周期（1～6）的六个阶段，进行信息汇总依照计算公式分阶段分步骤计算统计碳排放量，得出计算结果及初步分析，再按照三种评价方式进行评估，为建筑师提供环境数据或信息支持，最终反馈到方案设计端，从而在真正意义上实现低碳控制。
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2023-10-09
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