裝配式建筑碳排放系數(shù)分析與核算2025.09碳排放系數(shù)核算方法

裝配式建筑常用材料碳排放系數(shù)核算

建筑材料碳排放系數(shù)核算

裝配式建筑常用運(yùn)輸方式碳排放系數(shù)

裝配式建筑常用能源碳排放系數(shù)核算

裝配式建筑隱含碳排放強(qiáng)度核算

010203040506目錄1碳排放系數(shù)核算方法現(xiàn)有關(guān)于國(guó)家層面的碳排放核算的研究主要有四類，分別是IPCC清單法、實(shí)測(cè)法、物料衡算法和模型因素分解法。1國(guó)家層面四大核算方法對(duì)比

IPCC清單法基于《2006年IPCC國(guó)家溫室氣體指南》，涵蓋能源、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等多領(lǐng)域，能源部門貢獻(xiàn)超90%的CO?排放量，其核心公式為Emissions=AD×EF，適用于宏觀層面的全面核算。Emissions——溫室氣體排放量，CO2、CH4等；AD——活動(dòng)數(shù)據(jù)，某排放源與碳排放直接相關(guān)的具體使用、投入數(shù)量；EF——排放因子，單位某排放源所釋放的溫室氣體數(shù)量。IPCC清單法實(shí)測(cè)法實(shí)測(cè)法通過測(cè)量參數(shù)計(jì)算氣體排放總量，公式為G=KQC，其中K為單位換算系數(shù)，Q為空氣流量，C為氣體濃度，適用于現(xiàn)場(chǎng)精準(zhǔn)測(cè)量場(chǎng)景。G——某氣體排放量；Q——介質(zhì)(空氣)流量；C——介質(zhì)中某氣體濃度；K——單位換算系數(shù)。現(xiàn)有關(guān)于國(guó)家層面的碳排放核算的研究主要有四類，分別是IPCC清單法、實(shí)測(cè)法、物料衡算法和模型因素分解法。1國(guó)家層面四大核算方法對(duì)比

物料衡算法因素分解法因素分解法用于定量分析二氧化碳排放量的影響因素，如人口規(guī)模、人均GDP、能源強(qiáng)度等，構(gòu)建多種模型揭示因素間作用關(guān)系，為宏觀減排策略提供依據(jù)。投入產(chǎn)出模型基于三條假設(shè)下使用的：同質(zhì)性假設(shè)、比例性假設(shè)、直接消耗系數(shù)穩(wěn)定性假設(shè)。2投入產(chǎn)出法三大假設(shè)與矩陣模型同質(zhì)性假設(shè)認(rèn)為各部門投入資源單一，僅能產(chǎn)出同一種產(chǎn)品，忽略替代效應(yīng)與技術(shù)差異，為投入產(chǎn)出模型簡(jiǎn)化復(fù)雜產(chǎn)業(yè)關(guān)系奠定基礎(chǔ)。同質(zhì)性假設(shè)比例性假設(shè)比例性假設(shè)表明投入與產(chǎn)出呈正相關(guān)，增加投入量可按比例增加產(chǎn)出，強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)要素在產(chǎn)品制造過程中的穩(wěn)定分配關(guān)系。直接消耗系數(shù)穩(wěn)定性假設(shè)假定在核算期間，技術(shù)水平與生產(chǎn)效率保持不變，忽略政策等因素對(duì)直接消耗系數(shù)的影響，確保模型穩(wěn)定性。直接消耗系數(shù)穩(wěn)定性假設(shè)矩陣模型分別為消耗系數(shù)矩陣、完全需求系數(shù)和衛(wèi)星矩陣。2投入產(chǎn)出法三大假設(shè)與矩陣模型消耗系數(shù)矩陣表示本部門對(duì)其原料供給單位的拉動(dòng)效用大小，包含如下兩部分直接消耗和完全消耗系數(shù)矩陣。消耗系數(shù)矩陣完全需求系數(shù)設(shè)完全需求系數(shù)表示的是本部門產(chǎn)出一個(gè)產(chǎn)品引起的其他產(chǎn)業(yè)部總產(chǎn)出，包括了對(duì)其他部門中直接消耗和間接消耗。由各部門的產(chǎn)出碳排放系數(shù)（直接碳排放/總產(chǎn)出）組成的矩陣成為衛(wèi)星矩陣。衛(wèi)星矩陣為了準(zhǔn)確完整地反映建筑業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈排放情況，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為應(yīng)該將生命周期思想運(yùn)用到建筑業(yè)碳排放核算上，從而反映出建筑業(yè)真實(shí)排放情況，在使用LCA進(jìn)行碳排放核算時(shí)，有兩類基本的定量LCA方法：過程LCA（P-LCA，processLCA）和投入產(chǎn)出LCA（IO-LCA，input-outputLCA）模型。3過程LCA與投入產(chǎn)出LCA差異過程LCA將產(chǎn)品或過程分解為不同階段，基于物料平衡原理研究各階段與外部環(huán)境的物質(zhì)能量交換，簡(jiǎn)單易行，適用于自下而上的精細(xì)核算。過程LCA投入產(chǎn)出LCA基于部門間交易矩陣，通過貨幣數(shù)據(jù)描述部門間交易，捕捉供應(yīng)鏈上的能源和碳足跡流動(dòng)，適用于自上而下的宏觀分析。投入產(chǎn)出LCA2建筑材料碳排放系數(shù)核算為保證二氧化碳核算數(shù)據(jù)來源的可獲得性、可靠性、可核查性和可持續(xù)性，《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》中明確，各締約方均按國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)核算本國(guó)生產(chǎn)和非生產(chǎn)部門溫室氣體排放。建筑材料工業(yè)二氧化碳排放核算從屬我國(guó)溫室氣體排放核算體系，遵循行業(yè)核算原則。遵循國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化部門統(tǒng)計(jì)、能源統(tǒng)計(jì)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)核算、工業(yè)產(chǎn)值統(tǒng)計(jì)、工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)等報(bào)表制度相關(guān)規(guī)定，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)核算體系內(nèi)，核算建筑材料工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的二氧化碳排放。不包括建筑材料工業(yè)以外行業(yè)生產(chǎn)建筑材料及非礦產(chǎn)品的能耗和二氧化碳排放。包括建筑材料工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)非建筑材料產(chǎn)品的能耗和二氧化碳排放。1建筑材料工業(yè)碳排放行業(yè)核算原則

2建筑材料工業(yè)碳排放核算方法

部分建筑材料產(chǎn)品工業(yè)生產(chǎn)過程碳排放估算分為以下兩種。3部分建筑材料產(chǎn)品工業(yè)生產(chǎn)過程碳排放估算

3裝配式建筑常用材料碳排放系數(shù)核算1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裝配式建筑按建造材料可分為裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)。

我國(guó)是世界上鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物使用最多的地區(qū)之一，與歐美日等先進(jìn)國(guó)家相比，可以說我國(guó)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物所占的比例是最高的。

我國(guó)每年新建建筑物中大約60%以上都是使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行建造的，大量的鋼筋混凝土建筑物消耗了大量的鋼筋、砂石、混凝土等材料，同時(shí)建設(shè)過程中也消耗了大量的能源，其對(duì)環(huán)境的影響與沖擊程度是巨大的。

為了了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物對(duì)環(huán)境的影響，需要較為科學(xué)化的數(shù)據(jù)來進(jìn)行定量化的評(píng)估，因此，本研究以CO2排放量作為鋼筋混凝土建筑物對(duì)環(huán)境影響的指標(biāo)，用可量化的數(shù)據(jù)來討論鋼筋混凝土建筑物的環(huán)保特性，為以后建筑業(yè)減排CO2提供依據(jù)和參考。1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分別從三個(gè)方面進(jìn)行討論。裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物碳排放量詳細(xì)估算方法鋼筋混凝土建筑物間接碳排放量模型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物直接碳排放量1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土建筑物間接碳排放量模型對(duì)本文所收集的各類鋼筋混凝土建筑工程資料進(jìn)行整理，整理出其主要建材使用量與能源消耗量，將建筑物按使用類型分為住宅樓、辦公樓兩大類，并且根據(jù)其地上樓層數(shù)將建筑物規(guī)模劃分為低層、多層、小高層和高層四類，劃分方法為1-2層以下為低層，3-8層為多層，9-12層為小高層，13層以上高層建筑。將收集的資料分類整理成各類建筑規(guī)模的平均單位樓地板面積各主要建材使用量，見表4-3、4-4，從中可以看出不同規(guī)模之間建筑物在建材使用量上的差異，并且換算出其平均使用建材所產(chǎn)生的二氧化碳量。表4-3RC住宅建筑單位面積主要建材使用量與二氧化碳排放量表4-4辦公樓建筑單位面積主要建材使用量與二氧化碳排放量1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物直接碳排放量據(jù)2006年統(tǒng)計(jì)資料顯示，2005年我國(guó)建筑施工能耗約為3409.32萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相對(duì)于2004年消耗的3259.00萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增加了約5%的能源消耗。由于我國(guó)目前正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和現(xiàn)代化發(fā)展的加速時(shí)期，到2020年，我國(guó)將會(huì)新增各類建筑大約300億㎡，建筑業(yè)將繼續(xù)保持持續(xù)快速發(fā)展的勁頭，這也就意味著建筑行業(yè)在今后較長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)仍將是耗能大戶。表4-5RC建筑物施工階段用電量1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物直接碳排放量圖4-2spss的回歸分析結(jié)果分析spss輸出的結(jié)果，從中可以看出R2值為0.966，說明回歸方程擬合度較好，變量y的變異中有96.6%是有變量x引起的，如此由能源產(chǎn)生的單位建筑面積二氧化碳排放量回歸方程可以表示為：y=0.31x＋0.75。當(dāng)然由于樣本數(shù)量較少，用此回歸來表示鋼筋混凝土建筑物施工階段的能源二氧化碳排放量難免存在不妥，并不一定具有代表性，此處只是想用來說面建筑物越高，樓層數(shù)越多，施工階段由能源產(chǎn)生的單位面積二氧化碳量越多，兩者之間似乎存在一種比例增長(zhǎng)關(guān)系。拋開這些數(shù)據(jù)和模型，從實(shí)際施工角度看，樓層數(shù)越多，建筑物越高，由于運(yùn)送距離的增加，運(yùn)送施工所需的建筑材料、機(jī)械設(shè)備和施工人員到達(dá)工作面肯定要消耗更多的能源，兩者關(guān)系雖然不一定如模型所示，但也應(yīng)該是一種遞增關(guān)系，由于條件有限，暫時(shí)無法對(duì)此做更深層次的研究，只能以后有機(jī)會(huì)或其他研究者對(duì)此做專門研究，找出兩者之間更精確的關(guān)系。2鋼結(jié)構(gòu)一般情況下,構(gòu)成建筑的基本材料用量不會(huì)有太大的改變,因此碳排放量相對(duì)固定。而針對(duì)施工過程中所使用的機(jī)械設(shè)備耗能所導(dǎo)致的碳排放,根據(jù)施工工藝和方案的不同,機(jī)械配置的不同會(huì)造成碳排放較大的差別。由于鋼結(jié)構(gòu)在施工過程中都包含有現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸、拼裝、吊裝和焊接等環(huán)節(jié),本文只選取單館次桁架(環(huán)向桁架)的施工安裝過程為例進(jìn)行詳細(xì)分析，分別從主要工序過程及機(jī)械設(shè)備和計(jì)算模型進(jìn)行。1.主要工序過程及機(jī)械設(shè)備（1）散件運(yùn)輸：本案例中的次桁架全部為散件，先集中在展館外平臺(tái)堆放；隨后用平板車把桁架散件裝車，運(yùn)至展館內(nèi)吊裝點(diǎn)下方，待汽車吊取走桿件后再空車返回外平臺(tái)，如此“裝—運(yùn)—回”三步循環(huán)操作。（2）桁架拼裝：為最大限度地利用吊裝設(shè)備的起重性能,減小高空拼裝施工的工作量,需要在地面將桁架散件拼裝成單個(gè)分段,再逐段進(jìn)行吊裝。在此過程中涉及汽車吊裝載、起吊、卸載、移位4個(gè)事件行為。（3）桁架吊裝：現(xiàn)場(chǎng)采取吊裝方案的不同,直接影響了吊裝設(shè)備的選型,出于安全性和設(shè)備容量考慮。（4）桿件焊接：桿件焊接涉及兩個(gè)階段,一是在拼裝過程中進(jìn)行散件的焊接拼裝,二是吊裝完成后補(bǔ)桿焊接。2鋼結(jié)構(gòu)由于鋼結(jié)構(gòu)在施工過程中都包含有現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸、拼裝、吊裝和焊接等環(huán)節(jié),本文只選取單館次桁架(環(huán)向桁架)的施工安裝過程為例進(jìn)行詳細(xì)分析，分別從主要工序過程及機(jī)械設(shè)備和計(jì)算模型進(jìn)行。2.計(jì)算模型：建筑施工階段是消耗能源的關(guān)鍵階段,其實(shí)施過程施工機(jī)械將會(huì)消耗大量的電、汽油、化石燃料等能源?；谔寂欧庞?jì)算的目標(biāo),一般施工機(jī)械現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)間將其歸類可劃分為3種類型（1）機(jī)械正常工作時(shí)間：是指機(jī)械正常負(fù)荷下的工作時(shí)間,是機(jī)器在與機(jī)器說明書規(guī)定的額定負(fù)荷相符的情況下進(jìn)行工作的時(shí)間。（2）機(jī)械低負(fù)荷怠工時(shí)間：在施工工序中必需消耗的工作時(shí)間里,不可避免地會(huì)有等待時(shí)間消耗。為便于計(jì)算,假設(shè)在等待中斷時(shí)間過程中機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)并未停止,仍然存在一定能源消耗,根據(jù)離散事件仿真可得到各種機(jī)械的等待時(shí)間。（3）機(jī)械停止時(shí)間：在施工過程中機(jī)械由于施工的準(zhǔn)備與結(jié)束、工人休息或其他不可避免的中斷事件而導(dǎo)致機(jī)械停止運(yùn)作的毫無建設(shè)性的時(shí)間。該時(shí)間段內(nèi),由于機(jī)械完全停止運(yùn)作,從而不消耗能源,碳排放為零。3木結(jié)構(gòu)全球年溫室氣體排放量中約30%來自建筑業(yè)，因此建筑形式對(duì)氣候變化起著至關(guān)重要的作用。木材是一種可以固碳的綠色材料，生長(zhǎng)每立方米木材可減少約1t二氧化碳的排放。木質(zhì)建材在其生命周期中的碳排放量遠(yuǎn)低于現(xiàn)代建材，用其建造的木結(jié)構(gòu)建筑在節(jié)能、抗震、環(huán)保、耐久等方面的性能均優(yōu)于鋼筋混凝土建筑。在木結(jié)構(gòu)建筑生命周期中，建筑使用維護(hù)階段是持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)、對(duì)碳排放影響最大的階段，可采用生命周期分析法，研究木結(jié)構(gòu)建筑在使用過程中影響其碳排放的主要因素和量化方法。產(chǎn)品生命周期一般理解為一件產(chǎn)品從產(chǎn)生到消亡的過程，這個(gè)過程構(gòu)成了一個(gè)完整的產(chǎn)品生命循環(huán)。生命周期分析（Lifecycleanalysis,LCA）是一項(xiàng)用于量化產(chǎn)品從原材料開采、運(yùn)輸、生產(chǎn)、使用到廢棄處理或回收利用的過程中各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境影響的方法。3木結(jié)構(gòu)在LCA視角下，建筑的生命周期包括以下幾個(gè)階段：①資源開采階段：原材料資源的開采和運(yùn)輸；②建材生產(chǎn)階段：建材的生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸?shù)龋虎劢ㄖㄔ祀A段：建材的安裝固定、建筑的構(gòu)建等；④建筑使用維護(hù)階段：建筑在使用過程中采暖、通風(fēng)、供水、空調(diào)、照明等的能耗，是整個(gè)建筑生命周期中最長(zhǎng)的階段；⑤建筑拆除回收階段：包括建筑結(jié)構(gòu)的拆卸和材料處理、廢棄物的回收和再利用等。木結(jié)構(gòu)建筑使用過程中，采用LCA法量化計(jì)算碳排放主要考慮兩個(gè)方面：一是建筑使用時(shí)消耗的終端能源類型以及能源結(jié)構(gòu)形式。二是建筑設(shè)計(jì)使用壽命，即耗能持續(xù)時(shí)間。GB50352—2019《民用建筑設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》將普通建筑設(shè)計(jì)使用壽命定為50年。4裝配式建筑常用運(yùn)輸方式碳排放系數(shù)1裝配式建筑常用運(yùn)輸方式碳排放系數(shù)

5裝配式建筑常用能源碳排放系數(shù)核算1裝配式建筑常用能源碳排放系數(shù)核算現(xiàn)階段，隨著對(duì)綠色環(huán)保的關(guān)注，在節(jié)能減排的同時(shí)盡可能優(yōu)化成本成為發(fā)展裝配式建筑的必然選擇。能耗是裝配式建筑研究中的一個(gè)重要對(duì)象。國(guó)內(nèi)外關(guān)于裝配式建筑能耗的研究主要集中在三個(gè)方面:一是不同裝配式建筑建筑結(jié)構(gòu)全生命周期的環(huán)境性能對(duì)比；二是建造階段能耗所占比例的分析研究；三是對(duì)不同成分的建筑材料能耗和環(huán)境性能的研究。相比于傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑，裝配式建筑具有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)預(yù)制化、施工裝配化、管理信息化等特點(diǎn)，施工工序簡(jiǎn)單，可以減少由于施工過程中的粉塵和噪聲污染，降低了對(duì)環(huán)境的不良影響。另外，裝配式建筑的施工生產(chǎn)、施工運(yùn)輸、施工現(xiàn)場(chǎng)階段與傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑也有明顯區(qū)別。本文在充分考慮裝配式建筑特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，首先選取生產(chǎn)線直接能耗統(tǒng)計(jì)法和簡(jiǎn)約式生命周期評(píng)估法進(jìn)行研究，利用WBS方法，將裝配式建筑施工能耗項(xiàng)目逐層分解，最后，從施工生產(chǎn)階段、施工運(yùn)輸階段、施工現(xiàn)場(chǎng)階段三個(gè)階段著手，建立裝配式建筑施工能耗量化模型。2能耗量化研究方法與清單制定目前國(guó)內(nèi)的節(jié)能建筑形式多樣，如裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等。在各種建筑形式里，最適合我國(guó)國(guó)情的裝配式建筑結(jié)構(gòu)是預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。本文研究以裝配式混凝土建筑為基礎(chǔ)，對(duì)裝配式建筑的施工能耗進(jìn)行清單制定、量化。施工能耗量化研究方法：國(guó)內(nèi)外關(guān)于能耗量化的研究方法眾多，本文結(jié)合生產(chǎn)線直接能耗統(tǒng)計(jì)法和簡(jiǎn)約式生命周期評(píng)估法進(jìn)行能耗量化。1、生產(chǎn)線直接能耗統(tǒng)計(jì)法，是根據(jù)建筑材料制造商的產(chǎn)量與能耗結(jié)構(gòu)直接計(jì)算出建筑材料的能耗。2、限定生命周期的特定階段，是在研究生產(chǎn)線直接能耗統(tǒng)計(jì)法的基礎(chǔ)上，有學(xué)者提出了簡(jiǎn)約式生命周期評(píng)估方法，并提供了完整的簡(jiǎn)約式生命周期評(píng)估方法和體系。實(shí)用性分析見右圖：2能耗量化研究方法與清單制定裝配式建筑施工能耗清單制定（1）施工能耗項(xiàng)目分解：本研究利用WBS方法，根據(jù)裝配式建筑的施工能耗組成，將裝配式建筑施工能耗項(xiàng)目層層分解，并按照一定的規(guī)則進(jìn)行編碼。運(yùn)用WBS對(duì)施工能耗項(xiàng)目的分解，相關(guān)圖形見下：裝配式建筑施工能耗項(xiàng)目編碼體系裝配式建筑施工能耗項(xiàng)目分解圖2能耗量化研究方法與清單制定裝配式建筑施工能耗清單制定（2）施工能耗項(xiàng)目特征及設(shè)備分析：裝配式建筑施工能耗項(xiàng)目特征是指對(duì)分解后形成的每一個(gè)能耗項(xiàng)目的能源消耗的描述，如預(yù)制混凝土整體板，可以根據(jù)其安裝高度進(jìn)行描述。項(xiàng)目特征直接決定能源的消耗數(shù)量。在施工過程中能源消耗的來源是各類用能機(jī)械設(shè)備，應(yīng)該從每個(gè)施工能耗項(xiàng)目所使用的機(jī)械設(shè)備及消耗的能源種類出發(fā)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。2能耗量化研究方法與清單制定裝配式建筑施工能耗清單制定（2）施工能耗清單的確定：在對(duì)施工能耗項(xiàng)目進(jìn)行WBS項(xiàng)目分解、項(xiàng)目特征及設(shè)備分析后，就可以確定裝配式建筑施工能耗清單，以表格的形式表示，見表4-10。表4-10裝配式建筑施工能耗清單3裝配式建筑施工能耗量化模型施工能耗包括三方面的內(nèi)容：施工生產(chǎn)能耗、施工運(yùn)輸能耗、施工現(xiàn)場(chǎng)能耗。裝配式建筑施工能耗組成如圖所示。3裝配式建筑施工能耗量化模型施工能耗模型見下：1.施工生產(chǎn)能耗量化模型：裝配式建筑施工生產(chǎn)能耗(Ee)是指在裝配式建筑施工中使用的建筑材料、預(yù)制構(gòu)件、建筑部品等在預(yù)制工廠的生產(chǎn)過程中，實(shí)際消耗的能源總量，包括在生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件的過程中使用的一次能源(原煤、原油、天然氣等)和二次能源(電力、汽油、柴油等)。2.施工運(yùn)輸能耗