建筑物化阶段碳排放核算方法研究

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人为造成的温室气体排放引起全球气候的变化,已成为全球尤其是中国关注的热点。建筑作为高能耗行业,为环境问题带来了巨大挑战。建筑的物化阶段以其碳排放时间较为集中、碳排放量较大,因而成为建筑生命周期碳排放研究的聚焦点。本研究旨在通过对建筑材料、建筑构造核算方法以及相应核算方法研究,能够在建筑方案设计阶段和施工图阶段快速计算和预测建筑物化阶段碳排放量。首先通过背景认知调研、国内外研究现状分析,对建筑物化阶段碳排放的研究与应用和碳排放核算方法相关研究做了结构化的综述。并在此基础上,总结了目前研究存在核算方法不简便、费时费力等问题,针对目前研究存在过程计算复杂和容易出错等不足提出了本文的研究目的。本文以在建筑的方案设计阶段和施工图阶段找到对应阶段便捷的碳排放核算方法并对比不同核算方法之间准确性和可行性为研究目的,对建筑物化阶段建筑材料用量及其相关碳排放、以“建筑构造”为基本单元的碳排放计算方法以及案例不同核算方法计算的对比分析为研究内容,并提出在方案设计阶段和施工图阶段快速量化建筑物化阶段碳排放量研究的技术路线。其次,对建筑物化阶段建筑材料用量及其相关的碳排放进行研究。以基于过程的清单分析为基础,对191个实际工程项目(住宅129个、商业21个、办公建筑41个)的材料用量进行统计分析。计算出物化阶段建筑材料的碳排放量,发现物化阶段碳排放规律。最后,确定所占比例99%以上的建材(钢、商品砼、墙体材料、砂浆、铜芯导线电缆、建筑陶瓷、PVC管材、保温材料、门窗和水性涂料)为最为主要的碳排放建筑材料。在建筑施工图阶段,统计这最主要的十类建材碳排放即可预测建筑碳排放量,并为合理选择低碳建材和优化设计提供指导。第三,对建筑物化阶段建筑构造碳排放计算进行研究。首先构建一套编码体系,对建筑构造进行编码,然后计算整理原材料、建筑材料、机械台班等碳排放因子。在此基础上,建立建筑构造的碳足迹因子数据库。最后,在前期工作基础之上,建立以建筑构造为“基本单元”的碳排放计算,能够在设计阶段实时预测建筑方案的碳排放。最后,针对住宅、办公和商业这三类建筑的实际案例,分别用清单分析法、本文提出的基于十类主要建材清单的建筑物化阶段碳排放计算方法和基于BIM的建筑物化阶段碳排放计算方法进行施工图阶段和方案设计阶段碳排放计算,并对其结果进行一系列对比讨论,得到各核算方法之间的误差性并检验前文提出的核算方法的可行性、准确性,总结每个核算方法的特点和适应范围,以便在建筑的不同阶段选择对应的核算方法定量预测不同精确度要求的碳排放。
摘要第3-5页
abstract第5-6页
1 绪论第11-21页
    1.1 研究背景及意义第11-12页
    1.2 国内外研究现状第12-16页
        1.2.1 建筑物化阶段碳足迹研究与应用第12-15页
        1.2.2 碳排放核算方法的相关研究第15页
        1.2.3 当前研究存在问题第15-16页
    1.3 研究目的第16-17页
    1.4 研究内容第17页
    1.5 研究方法第17-18页
    1.6 研究技术路线第18-19页
    1.7 本章小结第19-21页
2 建筑物化阶段建筑材料用量及其相关碳排放研究第21-33页
    2.1 研究方法第21-24页
        2.1.1 案例介绍第21页
        2.1.2 碳排放计算模型及数据来源第21-23页
        2.1.3 功能单位第23页
        2.1.4 系统边界第23-24页
        2.1.5 数据处理与统计方法第24页
    2.2 建筑材料用量及碳排放量第24-27页
    2.3 建筑材料碳排放规律第27-31页
        2.3.1 单位面积不同类型建筑的建材碳排放量所占百分比第27-29页
        2.3.2 单位面积不同类型建筑的建筑材料碳排放量累计百分比第29-31页
    2.4 基于十类主要建材清单的建筑物化阶段碳排放计算方法第31-32页
    2.5 本章小结第32-33页
3 基于BIM以“建筑构造”为基本单元的碳排放核算方法研究第33-43页
    3.1 建立建筑构造编码规则体系第33-36页
        3.1.1 建筑构造碳排放计算方法的相关假设第33-34页
        3.1.2 建筑构造编码规则第34页
        3.1.3 建筑构造编码体系明细及其说明第34-36页
    3.2 建立建筑构造碳排放因子数据库第36-40页
        3.2.1 建筑构造碳排放因子计算流程第36-37页
        3.2.2 建筑构造碳排放因子数据库之上层数据库第37-39页
        3.2.3 建筑构造碳排放因子数据库明细及其说明第39-40页
    3.3 基于BIM的建筑物化阶段碳排放计算方法第40-41页
    3.4 本章小结第41-43页
4 基于不同碳排放核算方法的实际案例对比研究第43-79页
    4.1 核算方法说明第43-44页
        4.1.1 清单分析法第43页
        4.1.2 基于十类主要建材清单的建筑物化阶段碳排放计算方法第43-44页
        4.1.3 基于BIM的建筑物化阶段碳排放计算方法第44页
    4.2 案例建筑的基本信息第44-46页
        4.2.1 住宅建筑案例基本信息第44-45页
        4.2.2 办公建筑案例基本信息第45页
        4.2.3 商业建筑案例基本信息第45-46页
    4.3 分析案例计算结果第46-76页
        4.3.1 住宅建筑第46-54页
        4.3.2 办公建筑第54-68页
        4.3.3 商业建筑第68-76页
    4.4 案例对比研究讨论第76-78页
        4.4.1 不同核算方法之间误差性的对比讨论第76-77页
        4.4.2 不同核算方法之间优劣和适应范围对比讨论第77-78页
    4.5 本章小结第78-79页
5 总结与展望第79-83页
    5.1 总结第79-80页
        5.1.1 研究成果第79-80页
        5.1.2 研究创新点第80页
        5.1.3 研究不足第80页
    5.2 研究工作展望第80-83页
附录第83-175页
    附录一第83-101页
    附录二第101-109页
    附录三第109-156页
    附录四第156-175页
致谢第175-177页
图片目录第177-179页
表目录第179-181页
参考文献第181-187页
在学期间发表研究成果第187页
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