建筑施工過程碳排放量預(yù)測模型及應(yīng)用

建筑產(chǎn)業(yè)能耗高,碳排量大,而施工過程的碳排又是建筑業(yè)碳排的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本文基于國內(nèi)施工階段碳排研究現(xiàn)狀,闡述施工碳排的計算方法,并從材料設(shè)備運輸、施工現(xiàn)場、配套設(shè)施及施工廢棄場四個方面建立施工階段碳排計算模型,為量化國內(nèi)建筑施工階段碳排,探討建筑減排潛力提供參考。

doi:10.16525/j.cnki.14-1362/n.2019.03.22 總第177期 2019年第3期 totalof177 no.3，2019 節(jié)能環(huán)保 收稿日期：2019-02-06 作者簡介：姬江峰（1986—），男，畢業(yè)于北京科技大學(xué)熱能與動 力工程專業(yè)，碩士研究生，研究方向為建筑節(jié)能方向。 基于bim技術(shù)的建筑施工過程碳排放核算分析 姬江峰 （中鐵三局勘測設(shè)計分公司，山西太原030001） 摘要：以山西某體育館為例，基于bim技術(shù)建立建筑物施工安裝過程的碳排放核算體系，得到建筑物施工安 裝過程中的碳排放量并加以計算分析。通過數(shù)據(jù)分析，確定施工過程中碳排放量最大的排放源，進而有針對性 地提出建筑行業(yè)施工過程中的碳減排措施。 關(guān)鍵詞：bim；建筑施工；碳排放核算；低碳發(fā)展 中圖分類號：tu74；tu17文獻標識碼：a文章編號：2095-

以低碳為特征的綠色建筑技術(shù)是解決我國資源和環(huán)境瓶頸以及應(yīng)對氣候變化的關(guān)鍵舉措。本文以控制住宅建筑的碳排放量、發(fā)展低碳綠色建筑為目標,從建材的生產(chǎn)、運輸、建筑施工、正常使用、拆除以及拆除以后廢棄物的處理等方面,對住宅建筑的能源消耗、co2排放量及節(jié)能減排的措施和潛力進行了分析,歸納了建筑能耗的類別并對其進行了分析。分析結(jié)果表明,住宅建筑在使用階段和建材生產(chǎn)階段的能耗和碳排放量占建筑總能耗和總碳排放量的90%以上,而且這2個階段的能耗和碳排放量均具有較大的節(jié)能減排潛力;其它3個階段的能耗和碳排放量相對很小。

住宅建筑的碳排放量分析與節(jié)能減排措施 作者：蔡向榮，王敏權(quán)，傅柏權(quán) 作者單位：蔡向榮,王敏權(quán)(遼寧省建設(shè)科學(xué)研究院,沈陽,110005)，傅柏權(quán)(沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué) 院,沈陽,110167) 刊名： 防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報 英文刊名：

灰色系統(tǒng)理論適用于數(shù)據(jù)樣本小的預(yù)測,而馬爾可夫原理對于變化波動大的系統(tǒng)有很好的處理過程,將灰色系統(tǒng)理論與馬爾可夫原理結(jié)合使用并運用gm(1,1)模型,建立基于灰色馬爾可夫理論的建筑業(yè)碳排放量預(yù)測研究模型。用這種模型對2000年-2014年建筑業(yè)的碳排放量進行研究,在此基礎(chǔ)上對2013年和2014年建筑業(yè)的碳排放量進行預(yù)測,并且檢驗其精度。結(jié)果表明,運用灰色馬爾可夫理論預(yù)測的建筑業(yè)碳排放量精度可以達到95%以上,研究結(jié)論為今后的建筑業(yè)碳排放量預(yù)測提供了理論基礎(chǔ)。

從對碳排放量影響的角度探討空調(diào)新技術(shù)較之常規(guī)空調(diào)技術(shù)的區(qū)別,以典型的夏熱冬冷地區(qū)武漢為例,具體計算了6個應(yīng)用不同空調(diào)技術(shù)的工程實例。結(jié)果表明,地源熱泵、水源熱泵、變頻技術(shù)、蓄能技術(shù)、熱回收技術(shù)在空調(diào)系統(tǒng)中的運用能夠有效地減少碳排放量,提出了空調(diào)系統(tǒng)能耗系數(shù)與碳排放量的經(jīng)驗關(guān)系式,給出了實現(xiàn)綠色空調(diào)的措施。

城市污水及主要污染物排放量的灰色預(yù)測模型

區(qū)域火電行業(yè)nox排放量預(yù)測問題屬于小樣本、貧信息的灰色系統(tǒng),同時nox排放量受到多個影響因素的疊加性影響,導(dǎo)致nox排放量呈現(xiàn)非線性變化趨勢,單一的預(yù)測模型難以準確反映nox排放量的復(fù)雜變化趨勢。基于此,在灰色預(yù)測模型和bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上,利用誘導(dǎo)有序加權(quán)平均(iowa)算子,建立了基于iowa的組合預(yù)測模型,并對我國2009～2011年以及2020年的火電行業(yè)nox排放量進行了預(yù)測研究。

關(guān)于建筑物中使用的能源,已有可觀的信息可供利用,但直到最近,人們才略微注意到用來生產(chǎn)和運輸建筑產(chǎn)品的能源,這種能源往往稱為“體現(xiàn)能源”,它在環(huán)境影響評價領(lǐng)域和削減溫室氣體排放量的戰(zhàn)斗中有日益增長的重要性。本文討論了體現(xiàn)能源的計算技術(shù),并考慮它作為一種環(huán)境影響尺度的優(yōu)點和弱點,通過有環(huán)境意識地選擇建筑產(chǎn)品,顯著可以顯著削減能源用量和二氧化碳排放量。

為了降低建筑全生命周期的成本和碳排放量,選用多目標粒子群優(yōu)化算法(pso),從墻體類型、窗墻比、玻璃類型、外部遮陽寬度、建筑朝向五個方面進行熱環(huán)境和光環(huán)境模擬,并計算相應(yīng)的建設(shè)成本和碳排放量,從而得到優(yōu)化的綠色建筑設(shè)計方案.案例分析表明,基于pso的綠色建筑設(shè)計優(yōu)化方法能夠有效節(jié)約建筑成本并降低建筑的碳排放量,最終實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益雙贏的目標.

隨機選取天津市一、二、三星級(各5個)綠色居住建筑,從建筑設(shè)備能耗、住區(qū)綠化、水系統(tǒng)3個方面建立了綠色居住建筑運營階段碳排放量化計算模型,以建筑分項能耗計算結(jié)果為基礎(chǔ),采用碳排放系數(shù)法,核算出不同星級綠色居住建筑運營階段的總碳排放量和各類分項碳排放量。結(jié)果表明:一、二、三星級單位建筑面積年碳排放量均值依次為84.70,80.13,70.81kg/(m~2·a),隨著星級的增加呈現(xiàn)遞減的趨勢,與建筑設(shè)備運行能耗規(guī)律相似,而住區(qū)綠化系統(tǒng)和建筑水系統(tǒng)的碳排放量與星級分布并無關(guān)聯(lián)。

瀝青混合料的碳排放評價和低碳減排技術(shù)的推廣應(yīng)用一直是研究的熱點。根據(jù)瀝青路面建設(shè)階段劃分和工程實際調(diào)查,結(jié)合國際能源碳排放因子及全球變暖潛值,建立適用于我國公路瀝青路面建設(shè)期碳排放量評價的計算模型,并結(jié)合實體工程對比研究溫拌與熱拌瀝青路面碳排放量。計算結(jié)果表明:溫拌瀝青混合料比熱拌瀝青混合料碳排放量減少46.8%,環(huán)境效益顯著,是高效可行的低碳減排技術(shù)方案,具有廣闊的推廣前景。

研究采用排放因子法,確立了瀝青混凝土道路面層施工過程中vocs排放量估算方法.道路面層施工過程中vocs主要產(chǎn)生于4個階段的施工機械排放和混合料自身排放,即拌合過程、運輸過程、攤鋪過程以及碾壓過程.研究結(jié)果表明:一條長1,km,寬16,m,面層總厚度為15,cm的瀝青混凝土面層施工過程中,產(chǎn)生的vocs排放量為9,974,kg,施工各階段機械設(shè)備vocs排放量:運輸過程>碾壓過程>攤鋪過程>拌合過程,瀝青混合料的vocs排放量高達機械設(shè)備的110倍.

建筑行業(yè)是碳排放的重要來源之一,大力發(fā)展以降低碳排放量為基本特征的綠色環(huán)保建筑技術(shù),這是目前建筑業(yè)的發(fā)展趨勢,也對解決我國資源匱乏和環(huán)境惡化等問題的關(guān)鍵方法。住宅建筑業(yè)占據(jù)建筑行業(yè)整體的一大部分,解決住宅建筑施工階段的碳排放問題,意義和影響都非常巨大。本文將住宅建筑過程中的碳排放量控制作為研究目標,具體到建筑施工的每一個環(huán)節(jié),包括建筑材料的生產(chǎn)制造階段、運輸階段、施工階段、裝修階段、使用階段,拆除及拆除后對剩余廢棄物進一步處理階段等。分析了住宅建筑消耗的能源、排放co2數(shù)量、節(jié)能減排的一些行之有效的措施。根據(jù)分析結(jié)果,住宅的建筑施工在使用階段以及建材生產(chǎn)階段所產(chǎn)生的能耗和碳排放量占整個建筑施工總能耗和總碳排放量的九成以上,研究也發(fā)現(xiàn),對這兩個階段進行能耗以及碳排放量的節(jié)能減排處理,還有巨大的潛力可以挖掘。

通過分析建筑施工企業(yè)面臨的問題和挑戰(zhàn),針對我國施工企業(yè)的現(xiàn)狀和實際需求,應(yīng)用bim技術(shù)便于各專業(yè)協(xié)調(diào)服務(wù)、真實情況模擬及全方位優(yōu)化,實現(xiàn)項目不同階段不同利益相關(guān)方共享信息資源,為施工企業(yè)的精細化管理、設(shè)備高效工作及人員有效配置提供了有力保障,提高工程的交付能力及施工企業(yè)的核心競爭力.

選擇天津某建筑施工工地,現(xiàn)場采集大氣中pm10、氣象、路面積塵及機動車數(shù)等數(shù)據(jù),并確定施工揚塵排放的主要影響因素.利用fdm模型,計算施工揚塵排放因子,將計算得到的揚塵排放因子和各影響因素進行非線性擬合,建立施工揚塵pm10排放因子定量模型,并結(jié)合isc3模型,模擬計算2003年11~12月間,天津市建筑施工過程中的pm10排放濃度.結(jié)果表明,施工產(chǎn)生的pm10平均濃度為20.3μg/m3,占大氣pm10濃度的13.3%.

該文考慮建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高的特性,將建筑業(yè)間接碳排放引入到效率測算框架,同時剔除各省域外部環(huán)境變量的影響,基于中國30個省區(qū)建筑業(yè)2004-2015年的相關(guān)數(shù)據(jù),使用超效率三階段dea模型測算了各省建筑業(yè)的碳排放效率,對效率值的變化情況及地區(qū)、省際差異性進行研究。實證結(jié)果表明:剔除環(huán)境變量和隨機誤差前后所測算的碳排放效率值具有顯著性差異；研究期內(nèi)各省(市)建筑業(yè)碳排放效率均值達到有效的僅北京、上海、浙江、江蘇、廣東等5省(市),并且中國各省區(qū)間效率水平存在明顯差異；從效率值變化角度來看,中國建筑業(yè)碳排放效率整體表現(xiàn)出波動增長的局面,山西、遼寧、浙江、山東、廣東、四川等6省出現(xiàn)了效率值降低的情況,其中廣東降幅最大；中國東、中、西部3個地區(qū)的平均建筑業(yè)碳排放效率隨時間緩慢增長,但地區(qū)間存在明顯差異,呈現(xiàn)出自東向西逐漸降低的格局。

通過對現(xiàn)有建筑全生命周期碳排放核算模型的研究,在其基礎(chǔ)上結(jié)合工業(yè)化建造模式的規(guī)律和特點,重新劃分建筑的全生命周期,共6個階段。以工業(yè)化預(yù)制裝配式住宅為例,建立基于全流程控制的工業(yè)化建造模式的建筑全生命周期碳排放核算模型,使其科學(xué)化、系統(tǒng)化、精確化,實現(xiàn)碳排放計算的可控性和可操作性,從而為國家節(jié)能減排的發(fā)展戰(zhàn)略提供技術(shù)支撐。

近年來,隨著大眾低碳意識的提高,建筑行業(yè)發(fā)展引起的環(huán)境污染問題得到了社會的關(guān)注。供應(yīng)商提供的材料質(zhì)量關(guān)系到整條建筑供應(yīng)鏈的工程質(zhì)量,也決定建筑供應(yīng)鏈的運作效益、競爭優(yōu)勢、工程整體成本的高低以及碳排放量的多少。文章根據(jù)相關(guān)文獻查閱,將碳排放量納入傳統(tǒng)的供應(yīng)商評價體系中,形成了考慮碳排放的建筑材料供應(yīng)商選擇模型。

1.工業(yè)廢水排放量＝工業(yè)新鮮用水量×80％ 2.燃煤廢氣量計算公式∶ ｖ＝（α＋ｂ）×ｋ×ｑ低×ｂ÷10000 式中：ｖ—燃煤廢氣量（萬標立方米） α—爐膛空氣過剩系數(shù)（見表１） ｂ—燃料系數(shù)（見表２） ｋ＝1.1 ｑ低—煤的低位發(fā)熱值，?。竦停?200大卡 ｂ—鍋爐耗煤量（噸） 3.燃煤二氧化硫排放量計算公式∶ ｇ＝2×0.8×ｂ×ｓ×（1－η） 式中：ｇ—燃煤二氧化硫排放量（噸） ｂ—鍋爐耗煤量（噸） ｓ—煤中全硫分含量。 η—二氧化硫脫除率。 4.煤粉爐、沸騰爐和拋煤機爐燃煤煙塵產(chǎn)生量計算公式∶ ｇ＝(ｂ×ａ×ｄfh)/(１－ｃfh)×1000 其他爐型燃煤煙塵產(chǎn)生量計算公式∶ ｇ＝ｂ×ａ×ｄfh×1000 燃煤煙塵排放量＝ｇ×（1－η） 燃煤煙塵排放量＝ｇ×η 式中：ｇ—燃煤煙塵產(chǎn)生量（千克

序號名稱符號單位公式或來源結(jié)果 1鍋爐蒸發(fā)量dkg/h給定26500 2鍋筒工作壓力pmpa給定3.4 3工作溫度t給定243 4鍋筒安全閥型號 5安全閥口徑d1mm——80 6安全閥喉徑d0mm——40 7流通面積amm2π*d0^2/41256.6 8開啟壓力psmpa1.06*p3.60 9額定排放壓力pdrmpa1.03*ps3.71 10理論計算排放量wtskg/h5.25*a*（pdr+0.1)25149.9 11額定排量系數(shù)kd制造廠提供0.73 12實際排放量w1kd*wts18359.4 1過熱器工作壓力pmpa——3.2 2工作溫度t給定（熱力計算最高出口溫度）365 3過熱器安全閥型號 4安全閥口徑d1mm——50

我國工業(yè)的發(fā)展雖然在一定程度上提高了人們的生活水平,但由于其排放的廢水、廢氣和廢渣造成了嚴重的環(huán)境污染,需要我們協(xié)調(diào)好發(fā)展生產(chǎn)和保護環(huán)境之間的關(guān)系。我國水污染的主要成因就是高濃度污染的排放,其包括兩個方面,一方面是在達標排污范圍內(nèi)的污染,另外也有超量排污所造成的污染。所以總結(jié)起來,我們應(yīng)該從多個角度控制污水的排放,做好水污染治理工作。本文首先簡要分析了我國污水排放的現(xiàn)狀,之后結(jié)合一系列現(xiàn)有問題總結(jié)了一些可行的對策,希望可以給相關(guān)工作的開展提供一些參考。