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1、博士學位論文建筑碳排放量化分析計算與低碳建筑結構評價方法研究RESEARCHONTHEQUANTITATIVEANALYSISOFBUILDINGCARBONEMISSIONSANDASSESSMENTMETHODSFORLOW-CARBONBUILDINGSANDSTRUCTURES張孝存哈爾濱工業(yè)大學2018年4月國內圖書分類號：TU18學校代碼：10213國際圖書分類號：624密級：公開工學博士學位論文建筑碳排放量化分析計算與低碳建筑結構評價方法研究博士研究生：張孝存導師：王鳳來教授申請學位：工學博士學科：結構工程所在單位：土木工程學院答辯日期：2018年4月授予學位單位：哈
2、爾濱工業(yè)大學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重后果的深入認知，碳排放問題受到了廣泛關注。作為人口眾多的發(fā)展中國家，過去和未來相當長的一段歷史時期內，由于經濟建設快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程逐步加快，我國每年新增建設量一直占有全球建設總量的一半左右，水泥、鋼材、玻璃等基本建材產量絕對領先。因此，建材生產、建筑建造和運行對我
4、國碳排放總量具有重要貢獻。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、科學價值和實用價值。目前，我國建筑碳排放評估的相關標準建設剛剛起步，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構評價方法的主題，從省域建筑、單體建筑和建筑結構體系等多維度開展相關研究，主要內容及結果如下：（1）對碳排放的基本概念與分析方法進行總結，將建筑生命周期劃分為建材生產、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邊界框架，以適應不同研究范圍、研究尺度和研究目標的差異化分析。在此基礎上，以材料、能源與服務為核心建立了建筑碳排放量化分析的基礎數據清單。系統邊界與數據清單的完善可更好地指導建筑碳排放數據的搜集與整理工作，為構建量化分析方法提供良好的支撐條件。（2）總結并提出了碳排放系數的數據取用原則與核算方法，并從我國的生產條件與技術水平出發(fā)，對能源、材料、運輸及產業(yè)部門的碳排放系數進行系統性研究。通過文獻調研與清單分析，給出了適合我國能源情況的碳排放系數參考值，對包含140余種常用建筑材料的碳排放數據清單進行了研究，根據鐵路、公路、水路及航空運輸的平均耗能對相應碳排放系數進行
6、了分析，并以投入產出數據為基礎對產業(yè)部門的隱含碳排放強度進行了估計。碳排放系數的研究為建筑全生命評價提供了重要的數據基礎。（3）以我國統計資料為基礎，建立省域建筑全過程碳排放的分析方法，并提出相應的量化結果評價指標。在此基礎上，利用復合基尼系數構建了建筑碳排放權分配方法，實現了宏觀減排目標向省域建筑的分解。進一步的實證研究表明，受建設總量與生產技術條件的影響，目前生產與建造過程對我國當前建筑碳排放總量的貢獻十分突出，在短期減排目標及政策制定中應予以高度重視。（4）采用混合法構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)大學工學博士學位論文數據質量評價的半參數化
7、概率分析，對碳排放量化的不確定性進行了研究。案例分析表明，按傳統算法不考慮運行能效提高及延遲碳排放折減等因素時，將嚴重低估生產與建造階段碳排放對建筑生命周期影響的貢獻。此外，生命周期碳排放量化結果具有顯著的不確定性，在實際研究中應根據研究目標合理設定系統邊界與模型參數。（5）鑒于生產建造過程碳排放控制的重要性，立足我國經濟發(fā)展與建筑業(yè)現狀，提出了建筑工程碳排放定額體系的技術框架，并進行了黑龍江省的定額編制與軟件開發(fā)工作，為工程設計與施工前期的碳排放分析優(yōu)化提供了技術支
