建筑物裝修碳排放研究
時間:2022-01-29 10:43:42
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摘要:本研究分析探討了國內外裝修碳排放評估的相關文獻,整理出了建筑物裝修期間的四大階段及其下屬項目內容,并針對各階段及其內含項目,提出了碳排放評估的數學模型;本文沒有針對實際供地做案例計算。
關鍵詞:裝修;碳排放;評估模型
建筑物碳排放作為溫室氣體排放的一部分,已引起環境部門與建筑專家越來越多的關注。聯合國環境規劃署于2009年了研究報告《建筑物與氣候變化:現狀,挑戰與機遇》,認為建筑部門的碳排放量占社會總排放量的三至四成。該報告指出,對于發達國家來說,由于新建的建筑物較少,因此可以主要通過改造現有建筑物實現節能,而每年新建大量建筑物的部分發展中國家,可在建造新建筑時采用更多的先進節能技術[1]。2007年IPCC的評估報告顯示,建筑行業排放了全球36%的CO[2]2;中國的建筑碳排放量也占社會總排放量的40%左右[3],而美國、英國等發達國家,建筑排放了全國40%-50%的溫室氣體[4]。因此,建筑物的節能減排,是低碳社會對建筑業發展的時代要求。本文正是響應這一要求,而針對建筑物裝修期,提出某種可行的碳排放評估模型,以期更方便BIM的整體應用。目前不乏建筑物生命周期碳排放評估相關之研究,但應用方式多以測量圖說代入公式計算,其方式計算過程自由度高,可是過程不透明,且二維圖說必須對照各項圖紙才可得知與確認測量的尺寸長、寬、高度,以及設計樣式細節等。當遇到圖說數量龐大或者變更設計時,則必須從頭測量計算,此方式效率不佳且計算過程繁復,因而容易產生計算錯誤或遺漏計算之情形。倘若能將計算事項與圖紙結合,且能顯示建筑模型與計算項目,不但可以讓計算過程更方便、透明化,圖紙信息的立體化與連動性之功能,變更圖紙也跟著更變量據尺寸,則能讓計算過程簡化、提升效率。
1建設工程碳排放評估項目
此節針對建筑物裝修介紹本研究之計算評估模型,主要參考文獻為[5-7]。文獻[5]參考了國內外(含臺灣)一定數量的相關文獻,總結出了詳細的施工評估公式,且相關的施工信息也較多;但由于應用工具不同,所以能參考計算之部分也可能有限,因此也參考文獻[6-7]的計算方式,以期分析整合。在給出評估模型之前,我們先提出室內裝修整建工程的碳排放評估項目,包括四個階段(初始化、建材生產、建材運輸、裝修施工),每個階段對應著若干個項目,具體如圖1所示。其中,能耗都有碳排放量的質量來體現。
2建筑物碳排放評估模型
本節給出圖1所提及的各階段工程的碳排放評估模型,由于建材運輸階段與主流算法基本相同,故只針對初始化、建材生產與建筑施工三個階段的評估模型。2.1初始化拆除階段。裝修的第一步就是去除土建工程留下的各種不必要的泥作設施,以方便后期裝修施工,故稱之為初始化階段。假設每度電產生的CO2的質量為KC,因為電的來源不同(如太陽能發電、水電、煤電等),故差異性比較大。在文獻[5]中,kc=0.685kg。初始化階段的碳排放總量設為ERdTotal,拆解機械能耗所產生的碳排放設為ERdC,工人上下班能耗所產生的碳排放設為ERdT,工人勞動能耗所產生的碳排放設為ERdL,廢料清運能耗所產生的碳排放設為ERdW,則有:ERdTotal=ERdM+ERdT+ERdL+ERdW針對ERdM,設所使用機械的功率為kw,每日平均作業時間為T,作業日共計為day,則有:ERdM=kw×T×day×kc;針對ERdT,可先獲取使用交通工具的每公里能耗,然后乘以上下班的總里程數(按日相加),再除以平均搭乘人數,則可得某位工人的平均能耗,然后將所有工人的平均能耗加起來,乘以CO2的轉換率,則為所求;針對ERdL,可先利用測量儀器獲取每日平均熱量消耗,乘以工作天數,然后將所有工人的平均能耗加起來,乘以CO2的轉換率,則為所求;針對ERdW,設所使用運輸工具的百公里能耗為kr,共計行駛里程數為L,則每臺運輸工具的總能耗為kr×L/100,針對所有運輸工具的能耗求和后,乘以CO2的轉換率,則為所求。2.2建材生產階段。建材生產包括原料開采、原料運輸、建材加工三部分,涉及原始材料、半成品、成品,由于本文針對裝修環節,則著重于現場施工所造成的能耗。由于運送至工地的建材類別不一,為避免混淆,故將不同工法所使用的建材進行分類,如表1所示。建材生產階段的碳排放總量設為ERmTotal,原料開采的碳排放設為ERmM,原料運輸的碳排放設為ERdP,建材的碳排放設為ERdT,則建材生產階段的總碳排放:ERmTotal=ERmM+ERmP+ERmT。2.3裝修施工階段。本階段分為五大類探討整個施工過程耗能(如圖1所示)。為完成計算,需要對工地現場進行調研,并與施工管理人員及現場工地主管等進行討論,了解裝修施工所進行之工項、時間、人員數量、使用機具及重機能耗。裝修施工階段的碳排放總量設為ERCTotal,工人上下班能耗所產生的碳排放設為ERCT,施工臨水臨電能耗設為ERCE,施工機械與工具能耗設為ERCM,工人勞動能耗所產生的碳排放設為ERCL,施工廢料清運能耗所產生的碳排放設為ERCW,則有:ERCTotal=ERCT+ERCE+ERCL+ERCW,針對工人上下班能耗所產生的碳排放ERCT、工人勞動能耗所產生的碳排放ERCL與施工廢料清運能耗所產生的碳排放ERCW,可按照初始化階段所設定之步驟,收集數據后開始計算;針對施工臨水臨電能耗設為ERCE,可直接從水電表上讀數,然后乘以CO2轉化率;針對施工機械與工具能耗ERCM,設所使用機械的功率為kw',每日平均作業時間為T',作業日共計為day',則有:ERdM=kw'×T'×day'×kc。
作者:熊 輝 林萬宏 單位:廣東景龍建設集團有限公司
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