建筑学论文哪里有?笔者认为在现今全球对环保的呼声日益高涨之际,我国同样逐渐认识到建筑环保对全球环保策略的深远影响。在对内蒙古中部地区的居住建筑碳排放量进行测算时,发现了大量的原始数据依然存在缺陷;建材生产和运输,建材存在着种类繁多、规格不一样的问题,其中一些小规模用量的建材在碳排放研究方面缺乏充分的计算研究;在运营阶段,人员行为碳排放研究相对较为不足,由于缺乏统一和标准化的数据,上述几个主要因素导致了碳排放估算结果不全面。
第一章绪论
1.1.2居住建筑碳排放现状
建筑、工业和交通是耗能和碳排放的重要领域[4]。依据国际机构的实际调查发现,我国建筑业贡献了全国总碳排放的超过40%。根据《2022中国建筑能耗与碳排放研究报告》[5]所显示的数据,2020年我国的建筑业二氧化碳总排放是50.8亿tCO2,占全国碳排量的50.9%。从建材生产、建筑运行、建筑施工三个阶段来看,建筑材料生产阶段二氧化碳排放量占建筑全过程的43%(如图1-1所示),其中钢铁的二氧化碳排放总量为14.7亿tCO2,位居建筑材料生产碳排量第一,水泥12.3亿tCO2,其他1.2亿tCO2,从建材种类来看,钢铁和水泥是最主要的影响因素,二者生产所产生的二氧化碳排放量占建筑材料生产所产生的总二氧化碳排放量95%以上(如图1-2所示);建筑运行阶段占总量的55%,其中城镇居建9.0亿tCO2,公共建筑8.3亿tCO2,农村居建4.3亿tCO2;建筑施工阶段约占建筑全过程二氧化碳排放总量的2%,约为1亿tCO2。
研究表明,在社会总体碳排放中,居住建筑建筑产生的碳排放占据了很大的份额。不同国家的住宅建筑的能量消耗通常大约是总体能源消耗的1/3。居住建筑作为控制碳排放的重要领域,根据住建部公布的数据,受我国城市化进程的加速影响,自2005年至2020年,我国的城市居住建筑新增面积为150-200亿m2,此数值已超出了欧盟国家现有建筑的总面积的总和。自2010年近十年来,城镇居住面积由179亿m2增长至295亿m2,贡献了期间全国增量的65.5%。面对如此庞大的建设规模,我国在能源供应和碳排放方面定会遭遇严峻的挑战。与此同时,由于经济增长导致的能源需求持续上升和环境问题的加剧,我国正在经历严重的资源和环境双重压力,在以煤为主导的能源构成在短时间内难以改变的背景下,生态环境的压力显著增加。
第三章建筑全生命周期碳排放模型构建
3.1碳排放因子选取
3.1.1碳排放因子的概念
碳排放因子指的是每单位碳源消耗所导致的温室气体的排放总量[57]。建筑的碳排放计算依赖于碳排放因子,碳排放因子在能源使用和碳排放之间的转化中起到了关键的作用,这其中涵盖了能源、运输以及建筑材料的碳排放因子。
3.1.2碳排放因子的来源
确定碳的排放因子是通过对不同能源使用量进行测定。即使对一级能源的碳排放因子进行了深入研究,且不同的研究机构在取值上的分歧不大,但是关于特定建筑材料最终产品的数据清单依然不够全面。因此,当本文提及关于碳排放因子的取值,除非有权威研究机构给出的确切数据,否则将会参照国内多个科研机构和高等的研究成果,并计算其平均值。此外,也会参照国外的一些相关研究文献。
第五章居住建筑碳排放影响因素分析
5.1居住建筑碳排放规律分析
为了深入探讨总建筑面积、建筑高度、建筑结构与碳排放总量之间的联系,使用origin软件对这三个因素与碳排放总量的关系进行了详细的趋势分析。
5.1.1建筑面积与碳排放总量的关系
为了深入了解建筑面积与全生命周期居住建筑碳排放总量之间的相互关系,绘制它们的散点图,如图5-1中的数据所示。结果显示,建筑总面积与居住建筑全生命周期碳排放总量之间的离散性和关联性均较高。为了进一步深入探究这两者间的联系,采用origin软件进行趋势拟合,对8栋居住楼案例的建筑总面积与碳排放量进行了线性分析,并据此推导出居住建筑的建筑面积与全生命周期碳排放量之间的单变量线性回归关系,方程见式(5-1):y=-326.71+2.85x(式5-1)式(5-1)中,y为居住建筑全生命周期碳排放总量(tCO2);x为居住建筑总面积(m2)。
建筑面积与全生命周期碳排放量线性拟合散点图如图5-1所示,根据表5-1的数据,调整后的R2数值为0.983,这意味着居住建筑在全生命周期中的碳排放总量与其建筑总面积之间存在某种程度的相关性。使用origin软件对得到方程完成了显著性分析,并进一步探讨了建筑总面积与碳排放总量之间的相关性。
![]()
5.2居住建筑物化阶段影响因素敏感性分析
在本文研究中,钢筋混凝土结构在砖混结构、钢结构、框架结构和框架剪力墙结构这四种主要的建筑结构形式中占据比重最高。是我国当前最为广泛使用的一种建筑类型是钢筋混凝土结构建筑物,在钢筋混凝土结构的建筑中,钢材和混凝土是主要的建筑材料,其使用量非常大,这导致了大量的能源消耗和较高的碳排放。因此,研究物化阶段钢筋混凝土结构建筑的建筑材料碳排放影响因素具有一定理论价值。本阶段提取建材消耗、建材强度、生产水平、运输方式和运输距离五个因素,进而对各因素的敏感性进行分析。
5.2.1确定影响因素
居住建筑材料的消耗与其建筑规模和高度成正向关联,同时这些居住建筑的尺度和标准将会直接对其所产生的碳量产生影响。如图5-5所示,展示了多种因素对钢筋混凝土建筑材料碳排放的影响。
![]()
第七章结论与展望
本研究基于生命周期评估的理论,对内蒙古中部地区的住宅建筑在二氧化碳排放方面进行了深入探讨。选择了8幢呼和浩特地区的居住建筑为研究对象,对生命周期过程中的二氧化碳排放进行了详细的量化分析,研究居住建筑碳排放规律,并据此得出了以下的研究结论:
(1)基于生命周期的理论,构建了针对内蒙古中部地区(严寒地区)居住建筑的碳排放估算模型,并将居住建筑的生命周期细分为:物化阶段、使用与维护阶段、拆除与回收阶段各个环节。确定了生命周期评估的目标和评估范围,然后通过清单分析来识别不同阶段的碳排放原因,并基于碳排放因子法构建了相关的计算模型公式。
(2)估算了呼和浩特八幢居住建筑全生命周期的碳排放量,并探讨了建筑层数、建筑面积和建筑结构因素与碳排放总量间的关系,进行了详细的趋势分析。深入了解了居住建筑在物化阶段和使用与维护阶段的碳排放模式,分析了两个阶段中影响其碳排放的主要因素。首先对物化阶段各因素进行了敏感性分析,通过敏感性分析,得到了建材消耗、建材强度、生产水平、运输方式和运输距离五个因素的敏感系数,量化了不同物化阶段和不同影响因素对居住建筑碳排放的影响程度;其次对使用与维护阶段的使用年限、外窗传热系数、供热系统性能参数、外墙传热系数、屋顶传热系数五个因素使用正交试验的研究方法进行了各因素的显著性分析。
(3)提出内蒙古中部地区居住建筑全生命周期各个阶段的减碳优化策略。
(4)在物化阶段,建材生产阶段的碳排放量最高,达到了92.05%-96.65%,紧随其后的是建材运输阶段,为2.16%-5.44%,而在施工阶段,碳排放的占比仅为1.19%-2.77%。在8个居住建筑案例中,建材生产碳排放最高的是高层钢混结构居住建筑,最低的是高层框架结构居住,内蒙古中部地区居住建筑建材生产碳排放强度平均值为0.81tCO2/㎡·a。
(5)在居住建筑建材生产阶段单个建筑材料碳排放量的比例中,混凝土、外墙保温岩棉板、水泥、钢筋所占的比例最大,四之和达到了80%以上。
(6)建筑使用维护阶段碳排放量最大的阶段为建筑使用阶段,达到了98.01%-98.09%,建筑维护阶段的碳排放量比为1.91%-1.99%。使用阶段中建筑暖通空调碳排放部分的碳排放量最大,占到使用阶段碳排放的67.74%—88.82%,其次是电梯与照明碳排放占使用阶段碳排放的11.04%-32.52%,占比最小的是可再生能源的碳排放量,占使用阶段碳排放的0.08%-1.25%。
参考文献(略)