建筑碳排放量化分析計算與低碳建筑結(jié)構(gòu)評價方法研究.pdf

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1、博士學(xué)位論文建筑碳排放量化分析計算與低碳建筑結(jié)構(gòu)評價方法研究RESEARCHONTHEQUANTITATIVEANALYSISOFBUILDINGCARBONEMISSIONSANDASSESSMENTMETHODSFORLOW-CARBONBUILDINGSANDSTRUCTURES張孝存哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年4月國內(nèi)圖書分類號：TU18學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：624密級：公開工學(xué)博士學(xué)位論文建筑碳排放量化分析計算與低碳建筑結(jié)構(gòu)評價方法研究博士研究生：張孝存導(dǎo)師：王鳳來教授申請學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科：結(jié)構(gòu)工程所在單位：土木工程學(xué)院答辯日期：2018年4月授予學(xué)位單位：哈

2、爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TU18U.D.C:624DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringRESEARCHONTHEQUANTITATIVEANALYSISOFBUILDINGCARBONEMISSIONSANDASSESSMENTMETHODSFORLOW-CARBONBUILDINGSANDSTRUCTURESCandidate：ZhangXiaocunSupervisor：Prof.WangFenglaiAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofEngineeringSpeciali

3、ty：StructuralEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：April,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要近年來，隨著對全球氣候變化嚴(yán)重后果的深入認(rèn)知，碳排放問題受到了廣泛關(guān)注。作為人口眾多的發(fā)展中國家，過去和未來相當(dāng)長的一段歷史時期內(nèi)，由于經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程逐步加快，我國每年新增建設(shè)量一直占有全球建設(shè)總量的一半左右，水泥、鋼材、玻璃等基本建材產(chǎn)量絕對領(lǐng)先。因此，建材生產(chǎn)、建筑建造和運行對我

4、國碳排放總量具有重要貢獻(xiàn)。綜合來看，建筑業(yè)相較于其他行業(yè)的減排潛力較高，其節(jié)能低碳發(fā)展尤為重要，開展這方面的研究具有十分重要的社會價值、科學(xué)價值和實用價值。目前，我國建筑碳排放評估的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)剛剛起步，量化分析方法與評價體系仍不完善，且缺少配套的計算工具，阻礙了建筑碳排放量化工作的開展。鑒于我國在新時期對低碳建筑業(yè)提出的發(fā)展要求，本文圍繞建筑碳排放量化分析計算和低碳建筑結(jié)構(gòu)評價方法的主題，從省域建筑、單體建筑和建筑結(jié)構(gòu)體系等多維度開展相關(guān)研究，主要內(nèi)容及結(jié)果如下：（1）對碳排放的基本概念與分析方法進(jìn)行總結(jié)，將建筑生命周期劃分為建材生產(chǎn)、建筑建造、建筑運行和建筑處置四個階段，并提出

5、了可分級管理的系統(tǒng)邊界框架，以適應(yīng)不同研究范圍、研究尺度和研究目標(biāo)的差異化分析。在此基礎(chǔ)上，以材料、能源與服務(wù)為核心建立了建筑碳排放量化分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)清單。系統(tǒng)邊界與數(shù)據(jù)清單的完善可更好地指導(dǎo)建筑碳排放數(shù)據(jù)的搜集與整理工作，為構(gòu)建量化分析方法提供良好的支撐條件。（2）總結(jié)并提出了碳排放系數(shù)的數(shù)據(jù)取用原則與核算方法，并從我國的生產(chǎn)條件與技術(shù)水平出發(fā)，對能源、材料、運輸及產(chǎn)業(yè)部門的碳排放系數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性研究。通過文獻(xiàn)調(diào)研與清單分析，給出了適合我國能源情況的碳排放系數(shù)參考值，對包含140余種常用建筑材料的碳排放數(shù)據(jù)清單進(jìn)行了研究，根據(jù)鐵路、公路、水路及航空運輸?shù)钠骄哪軐ο鄳?yīng)碳排放系數(shù)進(jìn)行

6、了分析，并以投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對產(chǎn)業(yè)部門的隱含碳排放強(qiáng)度進(jìn)行了估計。碳排放系數(shù)的研究為建筑全生命評價提供了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。（3）以我國統(tǒng)計資料為基礎(chǔ)，建立省域建筑全過程碳排放的分析方法，并提出相應(yīng)的量化結(jié)果評價指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，利用復(fù)合基尼系數(shù)構(gòu)建了建筑碳排放權(quán)分配方法，實現(xiàn)了宏觀減排目標(biāo)向省域建筑的分解。進(jìn)一步的實證研究表明，受建設(shè)總量與生產(chǎn)技術(shù)條件的影響，目前生產(chǎn)與建造過程對我國當(dāng)前建筑碳排放總量的貢獻(xiàn)十分突出，在短期減排目標(biāo)及政策制定中應(yīng)予以高度重視。（4）采用混合法構(gòu)建了單體建筑全生命周期碳排放的量化體系，并采用基于-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文數(shù)據(jù)質(zhì)量評價的半?yún)?shù)化

7、概率分析，對碳排放量化的不確定性進(jìn)行了研究。案例分析表明，按傳統(tǒng)算法不考慮運行能效提高及延遲碳排放折減等因素時，將嚴(yán)重低估生產(chǎn)與建造階段碳排放對建筑生命周期影響的貢獻(xiàn)。此外，生命周期碳排放量化結(jié)果具有顯著的不確定性，在實際研究中應(yīng)根據(jù)研究目標(biāo)合理設(shè)定系統(tǒng)邊界與模型參數(shù)。（5）鑒于生產(chǎn)建造過程碳排放控制的重要性，立足我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與建筑業(yè)現(xiàn)狀，提出了建筑工程碳排放定額體系的技術(shù)框架，并進(jìn)行了黑龍江省的定額編制與軟件開發(fā)工作，為工程設(shè)計與施工前期的碳排放分析優(yōu)化提供了技術(shù)支