电话/微信13282000900 咨询QQ 1771444277
轻型木结构房屋碳排放总量计算
时间:2020-10-11  浏览:
国外关于建筑碳排放计算相关的研究起步较早。低碳建筑的概念源于英国,美国、德国、英国、UNDP都分别提过了自己的建筑碳排放计算方法。加拿大已经具有较为成熟的碳排放计算软件,目前处于计算方法、边界条件设计优化阶段圈。国外已基本完成建筑碳排放的定量研究,我国关于建筑碳排放的定量研究刚刚起步。
 
目前低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势。建筑碳排放计算是低碳建筑真正推向市场的前提和技术依托,更是今后进行建筑低碳与否评价的重要依据。碳排放计算方法的研究主要围绕着建筑物中碳排放计算边界(即计算范围)、清单详细程度等展开。其中,建筑物碳排放总量主要与建筑结构、建筑面积、施工工艺、设计年限、用能系统等有关。考虑到延迟碳排放的衰减因素,研究时一般要给一个时间范围。碳排放计算多考虑的是建筑全生命周期过程,即采用生命周期方法评估和计算二氧化碳的排放量。

对于轻型木结构实际工程,建议在收集和分析施工资料和施工信息后采用清单方法计算碳排放量,碳排放总量即是各个阶段碳排放量的总和。之后计算单位面积单位年限二氧化碳排放量则很容易实现,进而实现不同类型建筑横向碳排放量水平的比较。
 
(1)轻型木结构房屋在木材生长阶段吸收二氧化碳量计算公式:

式中:Q木材生长,为轻型木结构房屋在木材生长阶段二氧化碳排放量t;a为单位体积木材生长过程中吸收的二氧化碳量t/m3:M木材为轻型木结构房屋中消耗的木材总量.

通常,树木每生长1m3能吸收1t二氧化碳,并释放0.75t氧气。二氧化碳以碳的形式储存在树木中,木材属于“负碳”性建筑材料。对于轻型木结构房屋而言,按平均每幢消耗11000英尺木材(1板英尺=0.00236m3,约合25.96 m3计算,每幢轻型木结构的负碳量约为25.96t。有研究表明在不考虑木材负碳效应的前提下,将木结构与其他建筑结构比较也能反映出木结构单位面积单位时间内二氧化碳排放量较低,对大气温室气体排放以及环境影响最小。

(2)木制品等建筑材料生产阶段二氧化碳排放量计算公式:

式中:Q建材为建筑物中建材二氧化碳排放总量t;Mi为第i种建材用量t;ci为第i种建材生产过程排放的二氧化碳强度值;n为所用建材总数;ei为建材生产过程能量强度值(单位质量建筑材料生产过程中所消耗的总能量值)GJ/t;c证为建材生产过程中额外排放的二氧化碳强度值(单位质量建筑材料生产过程中材料释放的二氧化碳强度。

对于轻型木结构而言,建筑中木制品所耗用木材的总量,既可以通过购买产品提供的木材材积相加得到,也可以通过木制品的体积与平均密度推算计算,综合考虑木材气干密度可以取0.46 g/cm。二氧化碳强度值也可称为二氧化碳排放系数、二氧化碳排放常数,一些常见的建筑材料碳排放强度值可以通过相关文献查得。从事建筑材料二氧化碳强度值研究非常有意义,是计算建筑材料碳排放量的前提和基础。
(3)施工阶段二氧化碳排放量计算公式:

式中:Q施工为建筑施工时二氧化碳总排放量t;Qi为木结构示范房施工时,第i种工具耗电所排放的二氧化碳量t;Q人工为在轻型木结构施工过程中因人员产生的二氧化碳排放量t/pd,每人每天可以按283×1 0-3t/p·d;Q动力为轻型木结构施工过程中各种动力消耗总和,包括电(电的碳排放系数为0.76kg/WK~h)、汽油(2.26kg/L)、柴油(2,26 kg/L)、燃气(0.002 t/m3)等,折算为二氧化碳后单位相同。

施工阶段应详细记录各种机具的使用情况,包括该机具的功率、数量、使用时间总长;记录工人数量及工作时长。或者直接通过耗用动力换算出二氧化碳排放量。
 
(4)轻型木结构运行阶段二氧化碳排放量计算公式:

式中:Q运行为建筑使用周期内二氧化碳总排放量t;Ei为建筑使用周期内各种设备能耗kw/h;u为二氧化碳换算系数,电取值0.760t/kW·h,其他能源可以通过查阅IPCC的相关资料得到。

对于轻型木结构而言,因为是独栋结构比较多,采用热电管网的可行性比较小,大多是独立供暖,因此,需要分户或分区域进行估算或测量动力消耗。在北美,大部分用户门窗开启程度都比较低,室内环境更多地依赖于设备,该部分的二氧化碳排放量很高;在中国,由于地域和生活习惯不同,对机械设备的依赖程度相对北美低;因此,对于运行阶段碳排放量计算需要具体问题具体分析。如果是通过测量动力消耗计算二氧化碳排放量则需以实际测量为准即可。另外,在轻型木结构中采用新型能源和可再生能源具有非常好的前景。

(5)拆除和回收阶段二氧化碳排放量可近似采用下列公式计算:

该阶段近似算法反映的是同一栋建筑拆除碳排放量与建材及施工两个阶段碳排放总量间存在定量的线性关系,很容易理解:建筑体量越大、消耗建材越多、施工周期越长,碳排放量越大,拆除工作量越大。
 
拆除阶段碳排放量也可采用从实际工程中得到的数据以清单方法进行计算,或者根据建筑物特点进行估算。同样需要详细记录各种机具的使用情况,包括该机具的功率、数量、使用时间总长;记录工人数量及工作时长。或者直接通过耗用动力换算出二氧化碳排放量。由于建筑使用寿命一般不少于50年,通常该阶段二氧化碳排放量是通过估算得到的近似值。
 
回收尽管需要消耗新的能源,但可以提高物料的利用率和适用周期,对社会总能耗和碳排放总量而言就有积极作用。尤其对轻型木结构房屋而言,发达国家的经验证明,建筑材料的回收率可高达90%。用相对少的CO2排放量(材料回收增加的二氧化碳排放量)可以使新生成的建筑材料在新的建筑全生命周期中循环,意义深远。有研究表明:回收钢材重新加工的CO2排放量为钢材原始生产CO2排放量的20%50%,可取40%计算;可循环再生铝生产CO2排放量为原生铝的5%~8%,可取6%t闻。总之,以相对低的建筑材料生产碳排放量开始新的建筑生命周期循环,对社会总能耗降低和减碳具有重要意义。