建筑材料制品碳排放测算模型研究.pdf

第4卷第3期
土水建筑工程僖息技亢
Vol 4 No. 3
2012年9月
Joumal of Imormation Technolagy in Civ Engineering and Architecture
Sep.2012
建筑材料制品碳排放測算模型研究
林兴贵周济程晶付菲菲
(华中科技大学工程管理硏究所,湖北武汉430074
摘要】通过对于国内外建筑材料碳排放测算的相关研究进行总结分析后,本文提出了基于全生命周期理论的
建筑材籵制品碳排放测算模型,即将建筑材料制品的全生命周期界定为从其原材料获取到最终报废或回收的整个
时间段,着重分析了建筑材料制品各个阶段碳排放来源,明确各阶段碳排放的计算方法,同时以蒸压粉煤灰标砖的
碳排放测算为例进行测算验证。研究结果表明,本文对于建筑材料制品碳源分析及其计算方法是可行的,同时通
过计算分析蒸压粉煤灰标砖生产各个阶段及其生产工艺对其排放量的影响值,有针对性的提出改进相关生产工艺
的建议以降低其碳排放量。通过本文的研究,以期能对今后建筑材料制品的碳排放测算具有借鉴意义。
【关键词】建筑材料制品;碳排放测算;全生命周期
【中图分类号】TU52.3+5【文献标识码】A【文章编号】1674-7461(2012)03-0013-06
20世纪以来,在全球工业化迅猛发展的推动
下,温室气体排放量急剧增加,全球气候随之变暖,ユ建筑材料制品碳排放测算研究现状
自然灾害和环境问题频发,严重危及人类健康及其
目前,国内外对于建筑产品等的碳排放计算方
生存环境。因此,联合国、世界各国及国际组织都法都是基于建筑产品全生命周期的角度出发的
开始采取各种描施以抑制温室气体的排放。英国比如在2060年,S0发布了IsO14040《环境管理生
政府在近年正致力于低碳建筑的建设及运用BM命周期评价原则与框架》和1SO14044《环境管理生
以实现其对建筑低碳的设想”。在由 ENCORD发命周期评价要求与指南》,明确界定了产品碳排放
布的《建设二氧化碳测算议定书》中具体说明了只测算的范围、功能边界和基准流。我国根据上述两
有清晰定义碳排放测量边界才能保证碳足迹计算项国际标准相应的制定了GB/T24040-2008《环境
的完整性、一致性、准确性等,并将碳足迹测算范闹管理生命周期评价原则与框架》和CB/T24044
分为三种:直接碳排放、问接碳排放、其他间接碳排2008《环境管理生命周期评价要求与指南》。
放。在2009年11月26号,中国向世界做出承
但是,对于建筑材料制品的碳排放测算,国内
诺,我国到2020年能源消耗的强度要下降40%~外还没有形成统一的计算方法。例如,研究机构中
45%,可再生能源比重要提高到15%左右,而且还的 Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC)
要增加森林碳汇。因此,作为约束性的指标,我国于20060年发布《2006年IPCC国家温室气体清单指
提出到2015年能源消耗的强度比2010年要下降南》(《2006年IPC指南》)中对于建筑材料制品的
16%,温室气体的排放强度要下降17%,主要污染碳排放测算局限于建筑材料制品生产阶段所产生
物的排放总量要下降8%~10%。其中,在我国的碳排放?:而美国国家标准与技术研究院(NIST
建材产业领域,仅由水泥生产所造成的CO2排放就开发的 Building for Environmental and Economic Sus
占全国CO2排放总量的18%~22%4,所以减少 tainability(BES)软件的《建设环境和经济可持续
建筑材料制品碳排放量是我国能否兑现承诺的发展技术与用户手册》中对于建筑材料制品碳排放
关健。
测算则是基于全生命周期理论?。同时,国内外学
【基金项目】2009年华中科技大学自主创新基金(01-09-240811)
作者简介】林兴贵(1990-),男。主要研究方向:工程管理信息化、建筑碳排放。
技术研究
者也做了大量研究,但側重点各有不同。国外,物形成的实体组成部分,它伴随着建筑的全生命
Sungho Tae等人提出了基于全生命周期理论的高强周期,因此建筑材料制品全生命周期各阶段可以
混凝土环境影响值计算方法,通过分析计算得出高根据建筑全生命周期来划分,即分为原材料获取
强混凝土比一般混凝土能使能源消耗下降15.53%,阶段、建筑材料加工制造阶段、建筑材料制品运输
氧化碳排放量也降低了16.70%8; Elis Gartner阶段、建筑材料制品使用阶段、建筑材料制品拆除
提出了使用水工水泥来替代传统的波兰特水泥,并及?收阶段。
建议在混凝土中掺入适量粉煤灰等以降低混凝土2.2建筑材料制品全生命周期碳排放分析
的碳排放量; Alexander Stadel等人提出了基于建
建筑材料制品全生命周期的碳排放是指把建
筑信息模型的碳排放一体化测算,以实现建筑的智筑材料制品的全生命周期看成一个有机体,该有机
能可持续设计?。国内,赵平等通过对我国建筑材体由于消耗能源、资源及在加工制造中发生化学反
料制品生产过程中的资源消耗、能源消耗、CO2排放应而产生的总碳排放量。
情况做了相关调查、计算和分析,并运用全生命周
需要指出的是,对于建筑材料制品碳排放的
期理论进行了建筑材料制品对建筑环境负荷影响来源具体可分为能源消耗产生的碳排放和材料化
的相关基础研究;帅小根等通过采用生命周期评学反应产生的碳排放,其中建筑材料制品的能源
价体系分析了儿种不同标号的掺与不掺粉煤灰混消耗产生的碳排放贯穿除了建筑材料制品使用阶
凝土的物化能耗、原料消耗,并依据当量法建立资段外的全生命周期,即本文将建筑材料制品使用
源耗竭指数定量评价模型,求得资源耗竭指数;阶段为保证建筑使用、运营的能耗所产生的碳排
贺成龙等用生态足迹的成分分析方法首次计算了放不纳人到具体建筑材料制品碳排放计算中;同
中国水泥生产的生态足迹,推导出水泥制造业CO2时,对于材料可能发生化学反应所产生的碳排放,
的碳排放量(排放强度)经验公式并提出减少水泥本文仅考虑建筑材料制品加工制造阶段的化学反
生产碳排放的有效途径3。
应,而对于建筑材料制品在原材料获取、建筑材料
综上所述,对于国内外的现有研究成果,由于制品运输等阶段是否会发生化学反应而产生碳排
各自设定的计算边界不同,导致建筑材料制品碳排放不予考虑。并且拆除、回收阶段由于数据获取
放测算结果相差甚大。同时,本文通过对已有研究困难且相对前几个阶段碳排放量很小,故本文不
成果的分析总结,得出运用全牛命周期理论来计算计算拆除、回收阶段的碳排放量。综上所述,建筑
建筑材料制品单位碳排放量正逐步受到业内人士材料制品全生命周期及其碳排放来源如图
的广泛认可。因此,本文基于全生命周期理论,提所示。
出了建筑材料制品全生命周期的碳排放测算方法,
而如何科学完整的界定建筑材料制品碳排放测算3建筑材料制品碳排放測算方法与步骤
范围,构建数据可获、科学完的建筑材料制品碳
排放测算模型,是本文的研究重点。
本文以蒸压粉煤灰标砖碳排放测算为例具体
说明建筑材料制品碳排放测算的方法与步骤。据
2建筑材料制品碳排放測算碳源分析
有关资料显示,到2020年,我国粉煤灰的年总排放
量将是现在的三倍,加上目前我国已有的20亿吨粉
2.1建筑材料制品全生命周期
煤灰累积量,总的堆存量将达到30亿多吨,如不加
建