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建筑物装修碳排放研究

摘要:本研究分析探讨了国内外装修碳排放评估的相关文献,整理出了建筑物装修期间的四大阶段及其下属项目内容,并针对各阶段及其内含项目,提出了碳排放评估的数学模型;本文没有针对实际供地做案例计算。

关键词:装修;碳排放;评估模型

建筑物碳排放作为温室气体排放的一部分,已引起环境部门与建筑专家越来越多的关注。联合国环境规划署于2009年发布了研究报告《建筑物与气候变化:现状,挑战与机遇》,认为建筑部门的碳排放量占社会总排放量的三至四成。该报告指出,对于发达国家来说,由于新建的建筑物较少,因此可以主要通过改造现有建筑物实现节能,而每年新建大量建筑物的部分发展中国家,可在建造新建筑时采用更多的先进节能技术[1]。2007年IPCC的评估报告显示,建筑行业排放了全球36%的CO[2]2;中国的建筑碳排放量也占社会总排放量的40%左右[3],而美国、英国等发达国家,建筑排放了全国40%-50%的温室气体[4]。因此,建筑物的节能减排,是低碳社会对建筑业发展的时代要求。本文正是响应这一要求,而针对建筑物装修期,提出某种可行的碳排放评估模型,以期更方便BIM的整体应用。目前不乏建筑物生命周期碳排放评估相关之研究,但应用方式多以测量图说代入公式计算,其方式计算过程自由度高,可是过程不透明,且二维图说必须对照各项图纸才可得知与确认测量的尺寸长、宽、高度,以及设计样式细节等。当遇到图说数量庞大或者变更设计时,则必须从头测量计算,此方式效率不佳且计算过程繁复,因而容易产生计算错误或遗漏计算之情形。倘若能将计算事项与图纸结合,且能显示建筑模型与计算项目,不但可以让计算过程更方便、透明化,图纸信息的立体化与连动性之功能,变更图纸也跟着更变量据尺寸,则能让计算过程简化、提升效率。

1建设工程碳排放评估项目

此节针对建筑物装修介绍本研究之计算评估模型,主要参考文献为[5-7]。文献[5]参考了国内外(含台湾)一定数量的相关文献,总结出了详细的施工评估公式,且相关的施工信息也较多;但由于应用工具不同,所以能参考计算之部分也可能有限,因此也参考文献[6-7]的计算方式,以期分析整合。在给出评估模型之前,我们先提出室内装修整建工程的碳排放评估项目,包括四个阶段(初始化、建材生产、建材运输、装修施工),每个阶段对应着若干个项目,具体如图1所示。其中,能耗都有碳排放量的质量来体现。

2建筑物碳排放评估模型

本节给出图1所提及的各阶段工程的碳排放评估模型,由于建材运输阶段与主流算法基本相同,故只针对初始化、建材生产与建筑施工三个阶段的评估模型。2.1初始化拆除阶段。装修的第一步就是去除土建工程留下的各种不必要的泥作设施,以方便后期装修施工,故称之为初始化阶段。假设每度电产生的CO2的质量为KC,因为电的来源不同(如太阳能发电、水电、煤电等),故差异性比较大。在文献[5]中,kc=0.685kg。初始化阶段的碳排放总量设为ERdTotal,拆解机械能耗所产生的碳排放设为ERdC,工人上下班能耗所产生的碳排放设为ERdT,工人劳动能耗所产生的碳排放设为ERdL,废料清运能耗所产生的碳排放设为ERdW,则有:ERdTotal=ERdM+ERdT+ERdL+ERdW针对ERdM,设所使用机械的功率为kw,每日平均作业时间为T,作业日共计为day,则有:ERdM=kw×T×day×kc;针对ERdT,可先获取使用交通工具的每公里能耗,然后乘以上下班的总里程数(按日相加),再除以平均搭乘人数,则可得某位工人的平均能耗,然后将所有工人的平均能耗加起来,乘以CO2的转换率,则为所求;针对ERdL,可先利用测量仪器获取每日平均热量消耗,乘以工作天数,然后将所有工人的平均能耗加起来,乘以CO2的转换率,则为所求;针对ERdW,设所使用运输工具的百公里能耗为kr,共计行驶里程数为L,则每台运输工具的总能耗为kr×L/100,针对所有运输工具的能耗求和后,乘以CO2的转换率,则为所求。2.2建材生产阶段。建材生产包括原料开采、原料运输、建材加工三部分,涉及原始材料、半成品、成品,由于本文针对装修环节,则着重于现场施工所造成的能耗。由于运送至工地的建材类别不一,为避免混淆,故将不同工法所使用的建材进行分类,如表1所示。建材生产阶段的碳排放总量设为ERmTotal,原料开采的碳排放设为ERmM,原料运输的碳排放设为ERdP,建材的碳排放设为ERdT,则建材生产阶段的总碳排放:ERmTotal=ERmM+ERmP+ERmT。2.3装修施工阶段。本阶段分为五大类探讨整个施工过程耗能(如图1所示)。为完成计算,需要对工地现场进行调研,并与施工管理人员及现场工地主管等进行讨论,了解装修施工所进行之工项、时间、人员数量、使用机具及重机能耗。装修施工阶段的碳排放总量设为ERCTotal,工人上下班能耗所产生的碳排放设为ERCT,施工临水临电能耗设为ERCE,施工机械与工具能耗设为ERCM,工人劳动能耗所产生的碳排放设为ERCL,施工废料清运能耗所产生的碳排放设为ERCW,则有:ERCTotal=ERCT+ERCE+ERCL+ERCW,针对工人上下班能耗所产生的碳排放ERCT、工人劳动能耗所产生的碳排放ERCL与施工废料清运能耗所产生的碳排放ERCW,可按照初始化阶段所设定之步骤,收集数据后开始计算;针对施工临水临电能耗设为ERCE,可直接从水电表上读数,然后乘以CO2转化率;针对施工机械与工具能耗ERCM,设所使用机械的功率为kw',每日平均作业时间为T',作业日共计为day',则有:ERdM=kw'×T'×day'×kc。

作者:熊 辉 林万宏 单位:广东景龙建设集团有限公司

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