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文檔簡介
零碳建筑技術概論第一章
緒論
時間:2022.07.31CONTENTS目錄1.1為什么要設計零碳建筑1.2零碳建筑的基本概念1.3零碳建筑的發(fā)展1.4零碳建筑的技術措施PPT模板下載:/moban/行業(yè)PPT模板:/hangye/節(jié)日PPT模板:/jieri/PPT素材下載:/sucai/PPT背景圖片:/beijing/PPT圖表下載:/tubiao/優(yōu)秀PPT下載:/xiazai/PPT教程:/powerpoint/Word教程:/word/Excel教程:/excel/資料下載:/ziliao/PPT課件下載:/kejian/范文下載:/fanwen/試卷下載:/shiti/教案下載:/jiaoan/PPT論壇:
3011.1為什么要設計零碳建筑低碳、近零碳、零碳建筑體系的發(fā)展是建立低碳城市、零碳城市的重要組成部分,一系列技術標準體系的發(fā)布和實施將為未來抵御極端氣候、實現(xiàn)建筑室內(nèi)微氣候自循環(huán)成為可能,是一項具有實踐性且有經(jīng)濟效益的公益事業(yè)。走向零碳建筑,真實地為建筑使用者創(chuàng)造更加舒適的室內(nèi)微氣候,同時也為建筑在長期使用過程中節(jié)省運行費用。不管是在理論上還是在實踐案例中,零碳建筑的經(jīng)濟效益和現(xiàn)實意義都是顯而易見的。4一、制定政策與行動目標《巴黎協(xié)定》《格拉斯哥氣候公約》中國“3060”《巴黎協(xié)定》明確提出到本世紀末,將全球平均溫升保持在相對于工業(yè)化前水平2℃以內(nèi),并為全球平均溫升控制在1.5℃以內(nèi)付出努力,以降低氣候變化的風險與影響,更好的改善全球氣候環(huán)境。《格拉斯哥氣候公約》呼吁所有國家在2022年底前重新審視并加強其國家自主貢獻的2030年目標,以與《巴黎協(xié)定》的溫度目標保持一致。中華人民共和國國家主席習近平在第七十五屆聯(lián)合國大會上莊嚴承諾:中國的碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。5二、碳達峰、碳中和--意義從國內(nèi)看從國際看1.這一重大宣示充分展現(xiàn)了我國積極應對全球氣候變化、推動世界可持續(xù)發(fā)展的責任擔當,增強了我國在全球氣候治理中的主動權和影響力,為世界各國樹立了標桿和典范。1.這一重大宣示對我國應對氣候變化、推動生態(tài)文明建設提出了更高要求。
2.對于建立以綠色發(fā)展為價值引領和增長動力的現(xiàn)代經(jīng)濟體系,實現(xiàn)經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護協(xié)同、建設美麗中國具有重要意義。6三、《中國建筑能耗研究報告(2020)》建筑碳排放占比2018年我國建筑全生命周期碳排放總量達49.3億tCO2,占全國能源碳排放的比重為51.2%。建材生產(chǎn)階段占比其中,建材生產(chǎn)階段碳排放27.2億tCO2,占建筑全生命周期的55.2%。建筑施工階段占比建筑施工階段碳排放1億tCO2,占建筑全生命周期的2%。建筑運行階段占比建筑運行階段碳排放21.1億tCO2,占建筑全生命周期碳排放的比例為42.8%。51.2%55.2%2%42.8%7四、鼓勵建設零碳建筑01為深入貫徹落實黨中央、國務院關于碳達峰碳中和決策部署,控制城鄉(xiāng)建設領域碳排放量增長,切實做好城鄉(xiāng)建設領域碳達峰工作。根據(jù)《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》、《關于推動城鄉(xiāng)建設領域綠色低碳發(fā)展的意見》《2030年前碳達峰行動方案》等目標引領。
022022年6月30日,住房和城鄉(xiāng)建設部、國家發(fā)展改革委印發(fā)《城鄉(xiāng)建設領域碳達峰實施方案》,其主要目標為:2030年前,城鄉(xiāng)建設領域碳排放達到峰值;力爭到2060年前,城鄉(xiāng)建設方式全面實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型,系統(tǒng)性變革全面實現(xiàn),美好人居環(huán)境全面建成,城鄉(xiāng)建設領域碳排放治理現(xiàn)代化全面實現(xiàn)。并明確提出了“推動低碳建筑規(guī)?;l(fā)展,鼓勵建設零碳建筑和近零能耗建筑”的行動。03《城鄉(xiāng)建設領域碳達峰實施方案》明確提出“鼓勵高校增設碳達峰碳中和相關課程,加強人才隊伍建設”。在政策指引、環(huán)境需求、社會發(fā)展的大背景下,編寫低碳建筑和零碳建筑相關教材,開設相關課程,培養(yǎng)相關領域建設人才,勢在必行。8021.2零碳建筑的基本概念低碳建筑是零碳建筑的基礎。低碳建筑零碳建筑零碳建筑是低碳建筑的目標。902低碳建筑
指在建筑生命周期內(nèi),從規(guī)劃、設計、施工、運營、拆除、回收利用等各個階段,通過減少碳源(向大氣中釋放碳的過程、活動或機制)和增加碳匯(通過植樹造林、植被恢復等措施,吸收大氣中的二氧化碳,從而降低溫室氣體在大氣中濃度的過程、活動或機制),實現(xiàn)建筑生命周期碳排放性能優(yōu)化的建筑。一、低碳建筑、零碳建筑--概念零碳建筑
指指在建筑生命周期內(nèi),從規(guī)劃、設計、施工、運營、拆除、回收利用等各個階段,通過減少碳源和增加碳匯實現(xiàn)建筑生命周期零碳排放的建筑。從定性上講,零碳建筑是在建筑全壽命期內(nèi),通過減少碳排放和增加碳匯實現(xiàn)建筑的零碳排放。10二、零碳建筑--兩種定義從定性上看從定義上看零碳建筑是充分利用建筑本體節(jié)能措施和可再生能源資源,使可再生能源年減碳量大于等于建筑全年碳排放量的建筑。零碳建筑是在建筑全壽命期內(nèi),通過減少碳排放和增加碳匯實現(xiàn)建筑的零碳排放。11三、零碳建筑—主要特征02強調(diào)可再生能源的利用強調(diào)建筑圍護系統(tǒng)的節(jié)能指標01建造和運營階段的低碳化03強化建筑能效提升0412四、如何實現(xiàn)零碳建筑主要途徑通過太陽能、風能和有機垃圾發(fā)酵產(chǎn)生的生物質(zhì)能作為核心能源達到化石能源的“零能耗”;通過屋頂收集的雨水沖洗馬桶或灌溉植物,減少對自來水的需求,以此達到“零廢水”;將有機垃圾用來發(fā)電,將無機垃圾制作成家具或建筑材料,以此達到“零廢棄物”。主要途徑利用各種手段減少自身產(chǎn)生的污染。將廢物合理利用,使用清潔環(huán)保的能源。主要方式借助一定的外部碳抵消措施,對建筑物碳排放核算的空間邊界范圍內(nèi)所產(chǎn)生的二氧化碳排放的減少量以及碳匯,以碳信用、碳配額或新建林業(yè)項目等產(chǎn)生碳匯量的形式用來補償或抵銷邊界內(nèi)的二氧化碳排放。通過圍護結構被動式節(jié)能、建筑設備能效提升、可再生能源應用以及智能化運行實現(xiàn)運行階段的零碳排放。采用木竹建材、裝配式和智能化建造手段,實現(xiàn)全生命周期的零碳排放。主要方式針對單體建筑針對運維階段13031.3零碳建筑的發(fā)展《從數(shù)千到數(shù)十億——2050年實現(xiàn)100%零碳建筑的協(xié)同行動》書中,世界綠色建筑委員會(WorldGBC)呼吁通過以下兩個目標來實現(xiàn)向完全零碳建筑環(huán)境的轉(zhuǎn)變。自2030年起,所有新建建筑必須實現(xiàn)零碳排放。截止到2050年,所有的建筑必須在零碳排放條件下運營。14一、零碳發(fā)展--“先驅(qū)”英國2002年建有全球首個“零碳社區(qū)”,還有世界聞名的“零碳屋”。2005年英國文化協(xié)會發(fā)起一次覆蓋60個國家的全球性活動——“零碳城市”,引導人們用創(chuàng)造性方式去探討氣候變化問題。2007年3月英國推出《氣候變化方案》,規(guī)定總體目標2050年前將英國政府計劃到2016年讓所有新建房屋都實現(xiàn)碳的零排放,還承諾在全英國建立10個零碳排放的生態(tài)城鎮(zhèn)。
美國美國政府則制定了“2035年美國電力系統(tǒng)達到零碳,2050年美國達到全社會零碳”的“國家自主貢獻”(Nationalindependentcontribution,NDC)計劃。美國政府發(fā)布行政令通過了“聯(lián)邦可持續(xù)發(fā)展計劃”,以細化NDC計劃。歐盟歐盟公布“歐洲綠色協(xié)議”,提出到“2030年將歐盟溫室氣體排放量降低到1990年水平的55%,到2050年實現(xiàn)碳中和”。15截至2020年6月,我國共有10個省及自治區(qū)和17個城市共出臺47項政策,對超低能耗建筑項目給出了明確的發(fā)展目標或激勵措施。2019年我國正式頒布《近零能耗建筑技術標準》GB/T51350—2019。該標準是我國首部引領性建筑節(jié)能國家標準,通過借鑒國外先進經(jīng)驗并建立符合我國國情的技術體系,提出了近零能耗建筑的概念和關鍵控制性指標,推動了我國近零能耗建筑和零能耗建筑的健康發(fā)展。二、十三五期間--建筑節(jié)能工作效果顯著國家標準《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》GB55015-2012行業(yè)標準《嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》JGJ26-2019國家標準《近零能耗建筑技術標準》GB/T51350—2019行業(yè)標準《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》JGJ134-201616國家標準《公共建筑節(jié)能設計標準》GB50189-2015三、各地部分碳排放核算準則2012年重慶市《低碳建筑評價標準》(DBJ50/T-139—2012)2016/2017年北京市《低碳社區(qū)評價技術導則》(DB11/T1371—2016)《低碳小城鎮(zhèn)評價技術導則》(DB11/T1426—2017)2019年國家住建部《建筑碳排放計算標準》(GB/T51366-2019)2021/2022年天津市《零碳建筑認定和評價指南》(T/TJSES002-2021)《建筑碳中和評定標準》(T/TJKCSJ002-2022)17041.4零碳建筑的技術措施A零碳建筑的設計階段B零碳建筑設計元素因地制宜C零碳建筑典型案例展示D零碳建筑未來趨勢18一、“零碳”建筑的設計—四個階段01裝配式、智能化低碳建筑建造設計02被動式建筑設計03主動式建筑設計04智能化高效運維手段的設計19二、零碳建筑設計元素零碳建筑社區(qū)英國貝丁頓零碳社區(qū)美國亞利桑那州Civano社區(qū)美國紐約Ecovillage社區(qū)丹麥Kolding社區(qū)荷蘭亞Ecolonia社區(qū)等零碳建筑美國蘋果飛船總部大樓新加坡建設局大樓韓國綠色明天香港的零碳天地等世博“零碳館”中國第一座零碳排放的公共建筑示范項目中心天津生態(tài)城公屋張家口斜屋濟南魯能國際中心零碳建筑采用的設計元素豐富多彩,不一而足,且充分體現(xiàn)了地域特色,因地制宜。20三、零碳建筑典型案例1.南京江北新區(qū)人才公寓(1號地塊)項目社區(qū)中心2.美國蘋果飛船總部大樓ApplePark3.倫敦貝丁頓零碳社區(qū)
4.香港零碳天地211.南京江北新區(qū)人才公寓(1號地塊)項目社區(qū)中心基本信息
2020年建成位于南京市江北新區(qū)中央商務區(qū);占地面積0.22萬㎡、建筑面積0.24萬㎡、建筑高度14.4m;運用綠色低碳技術的典型代表,是中國第一棟裝配式木結構零碳建筑;目前已獲得三星級綠色建筑、三星級健康建筑、零耗能建筑、被動式建筑等標識;22建筑設計亮點該項目在采用木結構體系的基礎上,注重低碳建材應用,可循環(huán)材料占比達到93.8%,從源頭減少對生態(tài)環(huán)境的影響。采用高性能圍護結構,優(yōu)化建筑的采光設計,設置高性能的天窗系統(tǒng)以改善中庭的微氣候,在采光、通風、遮陽、保溫等方面尋求環(huán)境營造與空間營造上的最佳平衡點。建筑的衛(wèi)生間、設備間、樓梯間被移至西北方向,形成熱緩沖空間。建筑表皮選擇垂直木格柵實現(xiàn)立面遮陽,并通過性能化分析優(yōu)化圍護結構熱工設計,以滿足建筑“冬暖夏涼”的需求。通過安裝吊扇、采用熱回收式新風機組、智能照明等技術,充分降低建筑運營能耗,通過大臺階的設計創(chuàng)造了較為舒適宜人的交往場所,有效平衡了環(huán)境、能源和人的場所需求。房屋頂面嵌入了數(shù)千塊光伏玻璃,太陽能光伏電池板與斜屋頂一體化設計,實現(xiàn)了建筑運行過程中能源自給自足。項目聚焦可再生能源的就地消納,引入直流微電網(wǎng)設計,整棟樓宇采用直流配電,向電動汽車、空調(diào)、照明、插座設備直流供電。年節(jié)約用電約31.6萬kWh,年節(jié)約用水約1600噸,折合二氧化碳減排約274.4噸/年。2.美國蘋果飛船總部大樓ApplePark基本信息
該建筑從規(guī)劃到投入使用歷時八年,位于美國加利福尼亞州庫比蒂諾市;占地面積280萬平方英尺(約合26萬平方米),為環(huán)狀建筑,中間是大型庭院,主建筑為5層樓高的圓形設計;該建筑主要采用5項被動式技術;采用了8項主動式能效提升技術;23建筑設計亮點該建筑主要采用5項被動式技術,包括:(1)自然采光;(2)自然通風;(3)室內(nèi)外綠植景觀;(4)建筑外遮陽;(5)防眩光反光板。充分利用了自然條件與建筑外部條件,減少了建筑的室內(nèi)聲光熱環(huán)境營造負荷。采用了8項主動式能效提升技術:(1)高效新風熱回收機組;(2)全新風置換通風技術;(3)輻射供暖技術;(4)輻射供冷技術;(5)高效電氣設備;(6)工位照明技術;(7)高能效照明燈具;(8)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。這些主動式技術的共同特點是減少建筑的終端能耗需求。通過新風熱回收和全新風置換通風設計,可以減少建筑制冷系統(tǒng)使用時間,從而降低空調(diào)通風能耗;輻射供暖和供冷技術通過冷面和熱面的設計,產(chǎn)生冷感和熱感,與室內(nèi)空氣進行對流換熱,相比其他供暖空調(diào)末端,還可以減少末端動力能耗,無風機噪聲,更加舒適;在可再生能源替代措施上,建筑的頂部鋪設了太陽能光伏板,裝機容量達到了17MW,與燃料電池系統(tǒng)(供電負荷4MW)共同供電,日供電峰值負荷約15.8MW,可以滿足75%的日峰值用電負荷,剩余25%由加州光伏電站供給滿足,100%實現(xiàn)可再生能源供應,為零碳排放的建筑。3.倫敦貝丁頓零碳社區(qū)
基本信息
貝丁頓零碳社區(qū)位于倫敦西南的薩頓鎮(zhèn),建于2000-2002年,占地1.65公頃,包括82套公寓和2500平方米的辦公和商住面積;英國貝丁頓社區(qū),是首個世界自然基金會和英國生態(tài)區(qū)域發(fā)展集團倡導建設“零能耗”社區(qū),有人類“未來之家”之稱,又被稱為“貝丁頓能源發(fā)展”計劃;24建筑設計亮點(1)采用環(huán)保材料為了減少對環(huán)境的破壞,在建造材料的取得上,制定了“當?shù)孬@取”的政策,以減少交通運輸,并選用環(huán)保建筑材料,甚至使用了大量回收或是再生的建筑材料。(2)利用綠色能源社區(qū)使用的綠色能源主要來自兩個方面,一是在建筑的屋頂南向大面積安裝太陽能光伏板,二是在社區(qū)內(nèi)建有一個利用廢木頭發(fā)電并提供生活熱水的小型熱電廠。生態(tài)村的所有住宅坐北朝南,最大限度鋪設太陽能光伏板,充分吸收日光,最大限度地儲存能量和產(chǎn)生電能。(3)零能耗供暖系統(tǒng)英國為高緯度島國,冬季寒冷漫長,有半年時間都為供暖期。為了減少供暖對能源的消耗,設計師精心選擇建筑材料并巧妙地循環(huán)使用熱能,基本實現(xiàn)了零能源消耗供暖。朝南的設計也讓建筑最大限度地從太陽光中吸收熱量。每家每戶都有一個玻璃陽光房,玻璃材料都是雙層低輻射真空玻璃。夏天將陽光房的玻璃打開后就成為敞開式陽臺,有利于散熱,冬天關閉陽光房的玻璃可以充分保存從陽光中吸收的熱量。4.香港零碳天地基本信息
2012年6月正式竣工,零碳天地座落于香港東九龍的九龍灣常悅道;整個項目占地面積14700㎡,零碳天地占地面積1400㎡,其余為公共景觀用地;項目范圍內(nèi)的主要區(qū)域建設香港首座都市原生林景觀、生態(tài)廣場以及一個宣傳“一個地球生活圈”的室外展覽場地;被動式節(jié)能減碳技術;主動式節(jié)能減碳技術;可再生能源利用;25建筑設計亮點(1)被動式節(jié)能減碳技術
①自然通風技術;②外遮陽設計;③天然采光;④增強太陽能光伏板太陽能輻射;⑤場地綠化覆蓋率超過60%,能有效削減城市熱島作用。(2)主動式節(jié)能減碳技術典型主動式技術包括:通過地道冷卻系統(tǒng)對進入建筑的空氣進行預冷;使用高風量、低轉(zhuǎn)速、低噪音風扇,獲得和緩、風向一致的自然通風;設置高溫空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng);使用超過3000個傳感器,建立建筑性能綜合監(jiān)測系統(tǒng)等(3)可再生能源利用大規(guī)模使用了太陽能光伏系統(tǒng)并與天窗一體化集成;太陽能熱水系統(tǒng)為生態(tài)咖啡屋供應熱水。此外,ZCB還展示了新型產(chǎn)品——超輕圓柱式太陽能薄膜電池。ZBC還使用了從廢棄食油提煉的生物柴油來發(fā)電。ZCB每年產(chǎn)能值145MWh(建筑年平均能耗值130MWh,綠化帶年平均能耗值15MWh);把現(xiàn)場通過利用可再生能源產(chǎn)生的電能并入市政電網(wǎng)來平衡自身能耗及碳排放的同時,它產(chǎn)生的能源還能抵消自身所用建材生產(chǎn)和運輸過程中產(chǎn)生的碳排放。四、零碳建筑發(fā)展趨勢低碳零碳國內(nèi)外建設經(jīng)驗證明實現(xiàn)建筑的零碳排放是可能的,但要如果實現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展,需要綠色電力、低碳建材工業(yè)、海綿城市、智慧城市等全產(chǎn)業(yè)鏈的低碳化建設作為支撐。雖然普及有待時日,但只要更新觀念,不斷改變生活方式和工作方式,從建筑設計和相關領域各個方面做出努力,重視從“節(jié)能”到“創(chuàng)能”的觀念轉(zhuǎn)變,就會向著“零能耗、零排放”一步一步地邁進。26第一章
緒論結束
零碳建筑技術概論第二章
建筑碳排放核算方法
時間:2022.08.15CONTENTS目錄2.1建筑碳排放基本概念及核算邊界2.2建筑碳排放核算方法2.3建筑碳排放的核算軟件及數(shù)據(jù)庫PPT模板下載:/moban/行業(yè)PPT模板:/hangye/節(jié)日PPT模板:/jieri/PPT素材下載:/sucai/PPT背景圖片:/beijing/PPT圖表下載:/tubiao/優(yōu)秀PPT下載:/xiazai/PPT教程:/powerpoint/Word教程:/word/Excel教程:/excel/資料下載:/ziliao/PPT課件下載:/kejian/范文下載:/fanwen/試卷下載:/shiti/教案下載:/jiaoan/PPT論壇:
012.1建筑碳排放基本概念及核算邊界A碳排放基本概念B碳排放核算邊界一、碳足跡基本概念321.“碳足跡”概念一、碳足跡基本概念33觀點一“碳足跡”為中和化石燃料排放CO2源于“生態(tài)足跡”理論,定義“碳足跡”為中和化石燃料排放CO2
。觀點二生命周期評價中的“溫室效應”影響類別,具有生命周期視角,并且改觀點被越來越多的學者接受。碳足跡用于表征產(chǎn)品或服務在其生命周期內(nèi)直接和間接的溫室氣體排放,其結果用二氧化碳(CO2)當量(CO2eq)表示,以區(qū)別于一般碳排放概念以CO2絕對質(zhì)量為度量單位。一、碳足跡基本概念34一、碳足跡基本概念35溫室氣體的種類包括京都議定書規(guī)定的6種氣體,它們是二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、六氟化硫(SF6)、全氟碳化物(PFCS)、氫氟碳化物(HFCs)以及蒙特利爾議定書中管制的氣體,如氯氟烴類化合物(CFCs)、氫代氯氟烴類化合物(HCFCs)、水蒸氣(H2O)、臭氧(O3)等,不同溫室氣體溫室效應潛值也不相同。碳足跡核算過程可以表示為:一、碳足跡基本概念2.碳足跡核算標準國際碳足跡核算標準國家產(chǎn)品GHGProtocol溫室氣體核算體系ISO14067產(chǎn)品碳足跡PAS2050商品和服務在生命周期內(nèi)的溫室氣體排放評價企業(yè)或組織GHGProtocol溫室氣體核算體系ISO14064-1溫室氣體第一部分:組織排放與削減定量、監(jiān)督及報告規(guī)范ISO14064-2溫室氣體第二部分:項目的溫室氣體排放和削減的量化、監(jiān)測和報告規(guī)范ISO14064-3溫室氣體第三部分:溫室氣體聲明驗證和確認指導規(guī)范IPCCGuidelinesforNationalGreenhouseGasInventory國家溫室氣體清單指南36一、碳足跡基本概念37PAS2050是全球首個專注于產(chǎn)品碳足跡的標準,根據(jù)ISO14040和ISO14044定義的生命周期評價方法制定的,范圍局限在商品和服務。它提供了“從搖籃到大門”、“搖籃到墳墓”2種碳足跡核算方法。但是該方法忽略了能量輸入和消費者與員工相關的碳足跡。ISO14067主要是量化商品或服務,在其生命周期中因直接及間接活動累積于商品或服務的溫室氣體排放量。ISO14064系列標準為組織量化、報告溫室氣體排放提供了程序方法。GHGProtocol幫助各政府和商界領袖了解、量化和管理溫室氣體排放的計算工具,提供了一個全面而有效的解決方案測量各種類別排放的標準化指南。IPCCGuidelinesforNationalGreenhouseGasInventory基于國家或區(qū)域邊界,通過排放因子和活動水平核算溫室氣體排放量。一、碳足跡基本概念中國生命周期碳足跡核算標準我國第一部建筑工程生命周期可持續(xù)性定量評價的標準,其功能單位和數(shù)據(jù)質(zhì)量要求參照ISO14040?!督ㄖこ炭沙掷m(xù)性評價標準》JCJ/T
222-2011《建筑碳排放計量標準》CECS
214-2014提供了清單統(tǒng)計法和信息模型法2種用于核算建筑碳足跡的評估方法?!督ㄖ寂欧庞嬎銟藴省稧B/T
51366-2019強調(diào)按照生命周期評價方法,分別計算建筑物運行階段、建造及拆除階段、建材生產(chǎn)及運輸階段的碳排放。38二、碳排放核算邊界39碳排放核算邊界定義為三個范圍:范圍1——由人、系統(tǒng)或活動直接導致的所有碳排放(如化石燃料燃燒);范圍2——擴大邊界,包括上游能源生產(chǎn)導致的碳排放(如發(fā)電和蒸汽);范圍3——進一步擴大邊界,考慮間接生命周期碳排放。目前,建筑碳排放一般包含范圍1及范圍2。由于范圍3的邊界界定比較復雜且相關數(shù)據(jù)較難獲取,所以在選擇上具有一定的靈活性。022.2建筑碳排放的核算方法A排放因子法B生命周期評價方法C投入產(chǎn)出法一、IPCC排放因子法411.排放因子概念
IPCC
2006發(fā)布的國家溫室氣體清單指南中,提出碳排放核算的排放因子法(Emissionfactorapproach)。并且將研究區(qū)域劃分為能源、工業(yè)、農(nóng)林、土地變化和廢棄物等,尺度劃分為個人、家庭、城市、國家等。對于每種排放源碳排放估算值,為排放源的活動數(shù)據(jù)與該過程中的排放因子間的乘積。其表達式如下:
一、IPCC排放因子法42層級二推薦使用IPCC數(shù)據(jù)庫中的缺省因子,因各個國家的生產(chǎn)技術力的不同,所造成的排放也有差異,該層級的數(shù)據(jù)準確度不高;使用詳細工廠排放數(shù)據(jù),適用于研究檢測工作,是準確度最高的層級。層級三層級一在特定國家特定生產(chǎn)水平條件下進行排放因子的清單編寫;一、IPCC排放因子法432.基于排放因子法的建筑碳排放核算
我國建筑碳排放國家標準《建筑碳排放計算標準》GB/T51366-2019,其中采用排放因子法對建材生產(chǎn)及運輸、建筑建造、建筑運行、建筑拆除階段的碳排放核算進行了規(guī)定。①建材生產(chǎn)及運輸階段碳排放計算一、IPCC排放因子法
②
建筑建造階段的碳排放計算
③
建筑運行階段碳排放計算44一、IPCC排放因子法45
④建筑拆除階段碳排放計算二、生命周期評價方法1.LCA概念與方法中國ISO對一個產(chǎn)品系統(tǒng)的生命周期輸入、輸出及其潛在環(huán)境影響的匯編和評價。對一個產(chǎn)品系統(tǒng)的生命周期中輸入、輸出及其潛在環(huán)境影響的匯編和評價。EPA聯(lián)合國環(huán)境對特定產(chǎn)品、過程或服務的整個生命周期的分析。評價一個產(chǎn)品從原材料生產(chǎn)和加工,到產(chǎn)品制造、包裝、使用、再使用,直至再循環(huán)和最終廢棄處理全部階段的環(huán)境影響工具。SETAC一種對產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝以及活動的環(huán)境負荷進行評價的客觀過程,它是通過對物質(zhì)、能量利用以及由此造成的廢物排放進行辨別和量化來進行的,其目的在于評估能量和物質(zhì)的利用,以及廢物排放對環(huán)境的影響,同時尋求改善環(huán)境影響的機會,以及如何利用這種機會。生命周期評價方法技術框架46二、生命周期評價方法
目前,ISO14040LCA方法學是當前世界上影響和應用最為廣泛的LCA理論01目標和范圍的確定(GoalandScopeDefinition)簡而言之,就是說明開展此項LCA研究的最終目標。同時明確系統(tǒng)功能單位、系統(tǒng)邊界、分配方法、環(huán)境影響類型及影響評價的方法學及數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求、假設、限制等。02生命周期清單分析(LifeCycleInventory,LCI)LCI是基于系統(tǒng)內(nèi)單元過程,來建立能量與物質(zhì)流的輸入輸出流(基準流),包含能量、資源的輸入及對環(huán)境的排放等。47二、生命周期評價方法03生命周期環(huán)境影響評價(LifeCycleImpactAssessment,LCIA)
其目的是根據(jù)清單分析階段的結果對產(chǎn)品生命周期的環(huán)境影響進行評價。這一過程將清單數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為具體的影響類型和指標參數(shù),更便于認識產(chǎn)品生命周期的環(huán)境影響。
04生命周期解釋根據(jù)LCI和LCIA結果尋找并評價該產(chǎn)品生命周期內(nèi)降低環(huán)境影響的可能性與途徑,并提出相應的改進措施。結果解釋與生命周期評價的其他階段緊密相連,結果解釋和目標與范圍確定階段共同決定了LCA的研究意圖與意義。48二、生命周期評價方法LCA分為基于過程LCA方法與混合LCA方法兩類。其具體介紹如下:單擊此處添加文本具體內(nèi)容通過生命周期評價目的和范圍來確定研究范圍并建立參評的生命周期模型,收集并計算單元過程中各項水平活動數(shù)據(jù),基于過程分析從上到下累計匯總的產(chǎn)品生命清單結果;可以改進或提升的單元過程,并對比不同產(chǎn)品的生命周期清單結果?;谶^程LCA方法混合LCA方法該方法是將基于過程LCA方法與環(huán)境投入分析相結合,在國民經(jīng)濟系統(tǒng)邊界內(nèi)更準確地評價某種技術或產(chǎn)品產(chǎn)生的環(huán)境影響;既刻畫某個具體技術或產(chǎn)品的生命周期影響,又拓展基于過程LCA模型的系統(tǒng)邊界。49二、生命周期評價方法基于過程LCA方法與混合LCA方法對比50二、生命周期評價方法2.LCA相關標準國際生命周期評價相關標準51二、生命周期評價方法中國生命周期評價相關標準52二、生命周期評價方法3.基于LCA的建筑碳排放核算建筑LCA包含原材料的開采、建筑材料/構件生產(chǎn)、使用、拆除和廢棄物處理等全部過程。其中,需要考慮的生命周期環(huán)境影響類型包含使用資源(水土資源、原材料)、能源消耗(可再生能源利用、不可再生能源利用)、生態(tài)效益/環(huán)境排放問題(溫室氣體排放情況、臭氧損耗情況等)及人類健康(污染物對人體健康的影響)。在建筑領域使用LCA方法,其評價目標可以是建筑材料、建筑構件、單體建筑及某個城市片區(qū)的建成環(huán)境。目前,最常用的評價方法是基于單元過程的LCA方法。53二、生命周期評價方法對建筑生命周期進行碳排放核算時,應考慮生命周期范圍及階段劃分。通過對國內(nèi)外文獻調(diào)研發(fā)現(xiàn),對建筑材料生產(chǎn)及建筑運行階段的研究較多,并且指出這2個階段的能源消耗及碳排放在建筑生命周期階段的占比是最大的。54三、投入產(chǎn)出法1.IOA概念和框架投入產(chǎn)出分析(Input-OutputAnalysis,IOA)是一種“自上而下”的分析方法,又稱為部門聯(lián)系平衡法。現(xiàn)階段應用的投入產(chǎn)出模型主要包括實物型投入產(chǎn)出模型、價值型投入產(chǎn)出模型和混合投入產(chǎn)出模型。投入產(chǎn)出模型作為一種數(shù)學經(jīng)濟模型,它的基本表達式為:(I-A)X=Y通過編制棋盤式投入產(chǎn)出表并建立相關線性代數(shù)方程組進行計算,用定量的方法模擬分析經(jīng)濟系統(tǒng)結構和產(chǎn)品生產(chǎn)過程。在社會經(jīng)濟活動中,各生產(chǎn)部門間存在著緊密聯(lián)系,當某一部門產(chǎn)量發(fā)生重大變化時,必然會導致與之相關部門發(fā)生變化。55三、投入產(chǎn)出法(1)實物型投入產(chǎn)出模型該模型將經(jīng)濟系統(tǒng)按產(chǎn)品劃分若干部分,以實物為計量單位,用于分析環(huán)境系統(tǒng)和經(jīng)濟系統(tǒng)的關系。在投入產(chǎn)出模型建立過程中首先將經(jīng)濟系統(tǒng)劃分為n個部門,每個部門生產(chǎn)一種或者一類商品,每個部門消耗其他部門的產(chǎn)品同時又將產(chǎn)品進行加工變成本部門的產(chǎn)品。在這一過程中所消耗產(chǎn)品被稱為“投入”,主要包括中間投入和初始投入,兩者之和為總投入。其中,中間投入是指在生產(chǎn)過程中某一部門產(chǎn)出的產(chǎn)品又作為其他部門的投入進行生產(chǎn),初始投入包括環(huán)境投入、勞動報酬等。生產(chǎn)的產(chǎn)品被稱為“產(chǎn)出”,主要分為中間使用和最終需求。對于某一部門或產(chǎn)品,該部門的總投入等于該部門的總產(chǎn)出。而對于一個經(jīng)濟系統(tǒng)而言,所有部門的總投入之和也應等于總產(chǎn)出之和,這樣才能達到平衡。實物型投入產(chǎn)出表56三、投入產(chǎn)出法根據(jù)投入產(chǎn)出的平衡關系,總產(chǎn)出=中間產(chǎn)品+最終產(chǎn)品,得代數(shù)關系式為:表示Leontief逆矩陣,表示獲得第j個部門單位最終產(chǎn)品需要消耗部門i投入的產(chǎn)品數(shù)量,是投入產(chǎn)出理論的核心概念。57三、投入產(chǎn)出法(2)價值型投入產(chǎn)出模型該模型是投入產(chǎn)出分析中應用較廣泛的模型,主要以貨幣為計量單位將國民經(jīng)濟劃分若干部門,按照產(chǎn)品的產(chǎn)出和消耗方向制成的棋盤式表格。在價值型投入產(chǎn)出表中,行的方向表示了各部門產(chǎn)品實物運動過程,而列的方向反映了產(chǎn)品部門的價值形成過程。價值型投入產(chǎn)出模型同樣由初始投入和最終需求構成,初始投入主要包括了勞動報酬、固定資產(chǎn)折舊、營業(yè)盈余等。與實物型投入產(chǎn)出模型相比,價值型投入產(chǎn)出表中不論部門數(shù)量多少都涵蓋了整個經(jīng)濟系統(tǒng),而且它比實物型投入產(chǎn)出表包括的范圍更廣,數(shù)據(jù)來源通??梢詮恼y(tǒng)計數(shù)據(jù)中獲得,整體應用價值更大。價值型投入產(chǎn)出表
58三、投入產(chǎn)出法(3)混合型投入產(chǎn)出法混合型投入產(chǎn)出模型是價值型投入產(chǎn)出模型與實物型投入產(chǎn)出模型的折中選擇,其以混合單位(如用噸刻畫水和礦物質(zhì)資源,用焦耳刻畫能源,用貨幣單位刻畫服務行業(yè)等)刻畫經(jīng)濟系統(tǒng)的物質(zhì)流動。混合型投入產(chǎn)出表中,代表目標部門的行以實物單位表示,代表其他部門的行則以貨幣單位表示。混合型投入產(chǎn)出模型通常是在價值型投入產(chǎn)出模型的基礎上改造而成,其將所要分析的m個子部門從價值型投入產(chǎn)出模型的n個部門中分離出來,而構建成具有(m+n)個部門的混合型投入產(chǎn)出模型?;旌闲屯度氘a(chǎn)出模型只有行平衡關系,由于混合型投入產(chǎn)出模型的每一列的元素具有不同的單位,因此其沒有列平衡關系。59
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