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如何计算隐含碳-3

发布于:2024-02-26 11:37:26 来自:道路桥梁/路桥资料库 [复制转发]

(接上篇)

如何计算隐含碳-2

2.2.4 模块 A5 碳系数    

模块 A5 在建筑项目生命周期中占结构隐含碳的比例较小,并不显著。
在该指南中,模块 A5 排放被分解为两个子集。与现场浪费的每种材料的体积相关的排放被确定为 A5w 排放 ( 方程 (2.3)) 。一般建筑活动的排放,如机械和临时办公室的能源使用,分别被确定为 A5a 排放 ( 方程 (2.5)) 。

2.2.4.1 现场材料浪费( A5w )    

现场物料损耗的碳系数是通过生产 (A1-A3) 、运输到现场进行施工 (A4) 、运输到外地进行废物处理 (C2) 和废物处理或处置 (C3-C4) 的碳系数之和乘以废物系数计算的:

(2.3)

其中,

ECFA5w,i= 第 i 种材料的建筑垃圾隐含碳系数

WFi= 第 i 种物料的浪费系数,由式 (2.4) 给出

ECFA13,i=A1 ~ A3 为第 i 种材料的隐含碳系数

ECFA4,i= 为第 i 种物质运输到场地的隐含碳系数

ECFC2,i= 远离场地的运输碳系数 (2.2.5.2.2 节 ) ,计算方式与 ECFA 4,i 相同,但如果在 ( 来自 RICS 指南的默认假设 7 ) 其他地方进行再利用或再循环,运输距离假定为 50km ,即 0.005kgCO 2 e/kg ,或为填埋或焚烧,则距离为最近的两个填埋场之间的平均距离

ECFC34,i = 废物处理和处理的隐含碳系数 ( 第 2.2.5.2.3 节 )

  ECFA13,i 隐含碳系数包含了任何在建造过程中被浪费的木材产品的固碳量,因为模块 A5 也是 ECFC 34,i 中被浪费的木材产品寿命的终点。正如第 2.2.2.5 节所解释的那样,封存应包括在生命末期排放的情况下。
废物系数 WF i 是通过将废物率 WR i ( 被浪费到现场的材料数量的百分比 ) 转换为现场浪费的材料数量占最终资产使用的材料数量的百分比来计算的 ( 方程 2.4) :

(2.4)

其中:

WRi= 第 i 种材料的废品率 ( 在安装和 / 或施工过程中带到现场并最终成为废物的材料数量 ) ,可以使用 WRAP 的净废料工具数据 65 ( 本指导意见表 2.6) 进行估算。

表 2.6 推荐的废品率数据,主要来自 WRAP 的净废品率工具 65,a

材料 / 产品

WR( 废弃率 )

WRAP

WF (废弃系数)

现场混凝土

5%

表 2 ,现场混凝土

0.053

砌砖浆

5%

表 2 ,石膏制品

0.053

匀泥尺

5%

表 2 ,匀泥尺

0.053

混凝土预制块

( 梁和框架 )

1%

表 2 ,混凝土预制块(大型预制单元)

0.010

钢筋

5%

附录 1 ,框架:现浇混凝土框架通用

表 2 ,黑色金属

0.053

钢框架(梁、柱、支架)

1%

附录 1 ,框架:钢框架通用

0.01

混凝土块

20%

表 2 ,砖和块

0.250

砖

20%

表 2 ,砖和块

0.250

石头

10%

表 2 ,石头

0.111

木框架(梁,柱,支架)

1%

附录 1 ,框架:木框架

0.010

木地板(托梁、木板)

10%

附录一、地板:木地板

0.111

木模板

10%

表 2 ,加工木材

0.111

铝框

1%

附录 1 ,温室:铝框架

0.010

玻璃

5%

表 2 ,玻璃

0.053

石膏板(隔板用)

22.5%

表 2 ,石膏板

表 3 ,登机

0.290

喷涂水泥基

钢材防火

10%

表 3 ,水泥喷雾剂

0.111

注:

WRAP   净废物工具提供了每种材料 / 系统的基线和良好实践废物率。这里只列出了基准废物率。
在设计过程中,需要根据行业平均数据来估算浪费率。表 2.6 总结了来自 WRAP 净废物工具的最新发布的结构材料和系统行业数据。这些数据仅供参考,我们鼓励您从与您合作的承包商或您正在使用的产品的特定环保署中查找有关废物率的最新信息。
重要的是要求承包商收集现场使用的不同产品的废物率数据。然后,该信息可用于生成准确的竣工模块 A5 包含的碳计算,并提供有关废物率的行业平均数据。
在施工期间,应尽可能减少废物率,并且必须努力为任何未使用的材料和组件找到再利用或回收流。这是使建筑业向循环经济转型的关键。
对于场外预制的组件,现场的材料浪费率可能低于现场建造的材料浪费率—最大浪费系数 WF i 为 0.01066 。这反映在表 2.6 所示的英国建筑工地废物率数据中。对于预制产品,工厂内的浪费应计入模块 A3 。
对于临时工程材料,使用废物系数 [1.00+ (材料 / 产品废物系数) ] (另请参阅第 2.2.4.1.1 节)

2.2.4.1.1 临时工程材料    

施工过程阶段现场使用的临时工程计入模块 A5 。
临时工程的例子有:

?用于现场 RC 框架的木模板

?施工期间用于稳定现有结构的钢框架

计算临时工程材料的隐含碳的方式取决于您对其之前和未来用途的确定程度。
对于包括模块 A1-A5 的建筑水平评估,默认位置应该是到达现场的所有临时工程材料都是新的并且将被浪费(即不能在未来的项目中使用),给出使用 A5w 的临时工程材料的排放量,方程 (2.3) 废物系数为 [1.00+ (材料 / 产品废物系数) ] ,符合表 2.6 。
如果可以肯定地知道临时工程材料已在过去的项目中使用和 / 或将在后续项目中重复使用,您可以通过减少(按比例)方程( 2.3 )中的 ECF A13,i 和 ECFC 34,i 系数来解释这一点。请注意,如果材料随后没有被重复使用(而是被浪费),那么您的计算将被低估。
应该指出的是,对于新建建筑,除非需要大量临时工程,否则它们对结构隐含碳总量的贡献可能相对较小。

2.2.4.1.2 挖方    

A5   模块应考虑基坑开挖对场地的碳排放影响。场地开挖材料的移除在 A5w(2.2.4.1 节 ) 中进行了核算,用于开挖材料的现场机械的排放在 A5a(2.2.4.2 节 ) 中进行了核算。
在大多数情况下, ECF A5w,i 等于 ECF C2,i —将出土材料运离现场时所释放的排放量 ( 节 2.2.5.2.2) 。在某些情况下,挖掘出的材料可能需要进行废物处理,在这种情况下,应该考虑到 ECF C34,i ,但没有生产或运输到现场的排放。也就是说,在等式 (2.3 ) 中对于挖掘材料, WF i = 1 , ECF A13,i =0 , ECF A4,i =0 , ECF C34,i =0 。
直到我们有了更好的关于场地活动排放的数据,我们可以假设场地挖掘机械的排放都在方程 (2.5) 中进行了核算。见 2.2.4.2 节。

2.2.4.2 现场活动( A5a )

场地活动排放可以从现场电力消耗和燃料使用中估算,并应在施工期间进行监测,以有助于在实际竣工时准确地计算建筑隐含碳 ( 第 2.4.2 节 ) 。收集的任何站点活动排放数据也可用于未来项目中 A5a 排放的估算。
在没有项目具体数据的情况下,在施工开始之前,可以根据行业研究或以前的项目数据来估算 A5a 的排放量。在英国, RICS 指南 7 规定,在缺乏现场具体数据的情况下,整个建筑每 10 万英镑建造成本的碳排放量为 1400kgCO 2 e 。
仅对于上部结构和下部结构,可以根据由于这些构件的施工而产生的场地活动排放的预测比例(基于施工工作量、所需的机械和时间)来假设该系数。初步估计,这可能约为 50% ,仅下部结构和上部结构的 A5a 排放量为每 100,000 英镑 700kgCO 2 e 。
如果您的项目主要使用场外制造方法,则可以假设总下部结构和上部结构每 100,000 英镑的建筑排放系数减少 500kgCO 2 e ,以反映现场所需施工活动的减少 66 。
由于缺乏更准确的数据,使用 RICS 指南 7 中的指标, A5a 排放量的计算方法是建筑成本乘以建筑活动排放系数(公式( 2.5 )):

(2.5)

其中:

ECA5a= 建筑工地活动的隐含碳 (A5a)

CAEF= 仅上部结构和下部结构的施工活动排放系数为 700kgCO 2 e/100,000 英镑,或整栋建筑为 1,400kgCO 2 e/100,000 英镑。

PC= 项目支出

要求您的承包商记录现场排放量并将这些数据输入到竣工碳评估中。请注意,环境认证计划中有可用的积分来执行此操作,例如: BREEAM 。
鼓励您的承包商尽量减少柴油的使用并使用可再生能源供电,以尽量减少 A5a 排放。
现在您有了模块 A1-A5 的材料清单、数量以及相应的 ECF 清单。

2.2.5 阶段 B 和 C 碳系数    

本节中的信息主要遵循 RICS 指南 7 中提供的建议。

2.2.5.1 阶段 B 碳系数    

在整个生命周期中,模块 B1-B5 总共可能只占结构隐含碳的非常小的百分比,有时甚至可以忽略不计。
对于参考设计寿命为 120 年的基础设施项目,单个构件可能需要多次更换,这可能会通过更大的 B 阶段排放来提高主要的碳影响。鼓励更持久的前期设计方案可以改善。
模块 B4 (替代)通常是隐含碳评估中使用阶段( B 阶段)的重点。
此处包含有关模块 B1 – B3 和 B5 的指南以供参考。您应该知道:

?模块 B1 (使用)对于结构材料通常不重要

?模块 B2 (维护)和 B3 (维修)的数据非常少

?模块 B5 (翻新)是指计划中的使用变更,在项目开始时定义

?模块 B6 – B8 (操作碳)和 B9 (用户碳)超出了本指南的范围

B   阶段碳因素取决于已建资产的寿命,在碳评估中,该寿命由参考研究期 (RSP) 表示。用于建筑项目的默认 RSP 为 60 年,用于基础设施项目的默认 RSP 为 120 年 7 。

2.2.5.1.1 B4 替代    

模块 B4 涉及与资产( RSP )生命周期期间更换建筑构件相关的隐含碳,例如,在建筑物的使用寿命期间更换外墙。它是评估外墙的隐含碳计算最小范围的一部分。所需的输入是:

?第 i 种材料 CL i 的预计组件寿命。

对于下部结构和上部结构构件,默认值应等于资产参考研究期,即它们在建筑生命周期内不会被替换。用于油漆(例如膨胀型)和其他建筑元件,例如外墙和 MEP 服务,其寿命可能比 RSP 短。为了获得组件的寿命,设计者可以询问产品制造商或使用行业经验或证据。理想情况下,设计者会提倡承诺通过健全的维护制度来最大限度地延长组件的使用寿命。在缺乏制造商信息或使用者承诺的情况下,应使用 RICS 指南 7 中的默认值来确定组件的使用寿命。

?资产 RSP

建议的默认 RSP 对于建筑物为 60 年,对于基础设施为 120 年 7 。
模块 B4 的碳系数是在建成资产的生命周期中更换组件的次数乘以生命周期模块 A1-4 、 A5w 和 C2-C4 的碳系数之和(公式( 2.6 )):

(2.6)

其中:

ECFB4,i= 第 i 种材料的替代排放

RSP= 资产参考研究期

CLi= 第 i 种材料的估计组件寿命

表示将 (RSP/CL i ) ? 1 的值向上取到下一个整数

ECFA13,i=A1 – A3 体现了第 i 种材料的碳系数(第 2.2.2 节)。在这种情况下,它包括 RSP 期间更换的任何木材产品的碳封存,因为模块 B4 还考虑了 ECFC34,i 中更换的木材产品的寿命终止。如第 2.2.2.5 节所述,在考虑寿命终止排放时应包括封存 .

ECFA4,i= 第 i 种材料运输至现场的隐含碳系数

ECFA5w,i = 第 i 种材料的建筑垃圾包含的碳系数(第 2.2.4.1 节)

ECFC2,i = 远离现场的运输包含第 i 种材料的碳系数(第 2.2.5.2.2 节)

ECFC34,i = 废物处理和处置所含碳系数(第 2.2.5.2.3 节)

需要注意的是,在计算时,资产参考研究期和组件寿命都是假设,因为很难准确预测未来的行为。在报告隐含碳时,应明确说明并证明这些假设的合理性。

2.2.5.1.2 有关 B 模块的更多信息    

B1 的使用    

就结构而言,模块 B1 (使用)排放对于结构材料来说通常可以忽略不计。
暴露在大气中的混凝土表面在建筑资产的生命周期中通过碳化过程吸收二氧化碳。据估计,碳吸收率占产品阶段(模块 A1-A3 ) 65 的 2.5% 。
大多数混凝土制造商在其 EPD 中都包含了这一点。如果使用制造商的 EPD 来量化碳化,请检查 EPD 中包含的假设,以确保它们符合您项目的条件,例如检查研究期和假设的大气暴露情况。

B2 和 B3 维护和修复    

可用于告知结构材料维护 (B2) 和修理 (B3) 碳系数的数据非常少,并且假设 B2 和 B3 活动的排放对于结构而言可以忽略不计。

B5 翻新    

模块 B5 与 B4 (更换)不同,被定义为计划的改造或改进工作,以使资产能够满足一开始就确定和量化的所需未来功能 7 。这一般对应建筑的几个部分的使用和重要工作的变化。

2.2.5.2 阶段 C 的碳系数    

除非使用木材产品,否则模块 C1 – C4 在整个生命周期中可能只占结构隐含碳的一小部分。
请注意,已建资产寿命终止 (EoL) 的碳系数数据的确定性非常低,因为它与遥远未来的活动相关。然而,应制定项目 EoL 情景,以告知是否可以实施设计措施,以确保在 EoL 时实现最低排放情景。本节提供碳系数估计值,用于根据现有行业指南(主要是 RICS 指南 7 )计算 C 阶段排放量。如果在计算中做出其他假设,则应明确说明。

2.2.5.2.1 C1 拆除解构    

在缺乏承包商信息的情况下,可以假设 RICS 指南 7 中的平均费率(公式 (2.7) ):

(2.7)

其中:

ECC1= 由于拆除和解构而产生的隐含碳

GIA= 内部总面积(即建筑物每层围墙内表面的面积 67 )

2.2.5.2.2 C2 运输    

EoL   时远离现场的材料运输的计算方式与 A4 运输排放完全相同,但废物处理或处置设施可能位于现场本地,因此运输距离可能更短。可以使用 RICS 指南 7 中的默认假设(表 2.7 )。

2.2.5.2.3 C3 和 C4 废物处理和处置    

废物处理再利用、回收或再循环 (C3) 和处置 (C4) 的碳因素通常在内涵碳评估中归为一组,因为这两种情况是相互排斥的。

表 2.7 :模块 C2 的默认值(TDmode×TEFmode )

停产场景

公路公里数

ECFC2,i(kgCO2e/kg)

现场再利用 / 回收

0

0.00

在其他地方再利用 / 回收

50

0.005

     

垃圾填埋 / 焚烧

两个最近的垃圾填埋场之间的平均值

0.005 ( 以 50 公里公路计算 )

对于模块 C3 和 C4 ,应根据项目团队减少隐含碳的意图制定合适的项目特定情景,或根据先例和当前的环境行为准则进行论证 7 。
模块 C3 和 C4 的数据体现碳系数 ECFC 34,i 应从 EPD 获取(如果可用且相关)且产品规格已知。如第 2.2.2.2 节所述,应注意的是,环保署现在需要报告模块 C3 和 C4 ECF 。如果模块 C3 和 C4 的 EPD 数据不可用,则可以使用公式 (2.8) 中的默认碳系数:

 


(2.8)

其中:

ECFC34,i= 废物处理和处置所含碳系数

木材 EoL 排放    

由于生物碳的存在, EoL 排放(模块 C3 和 C4 )的报告很复杂— BS EN 16485 60 区分了生物碳转移到另一种产品、项目或自然中,以及生物碳排放到大气中(本指南第 2.2.2.5 节)。这些转移 / 排放是否被报告在 C3 模块(废物处理)还是 C4 模块(处置)也是不同的,例如:
  • 木制品的报废再利用(从正在研究的结构到未来可能的结构)在模块 C3 中报告为碳转移(到新结构)      
  • 回收木制品(例如将实木托梁回收成碎屑胶合板)被报告为碳的 C3 转移,与再利用的方式相同。然而,由于 EoL 处理,会产生额外的化石碳排放,这是创建新的回收产品之前所必需的 填埋木制品 包括 C4 排放(由于前 100 年垃圾填埋气体的排放)和 C4 转移(向大自然转移,对于这 100 年之后剩余的任何碳) 焚烧木制品算作向大气中的排放,但这属于 C3 还是 C4 ,取决于焚烧炉的效率 6

由于这种复杂性,以及木材终止使用缺乏确定性,模块 C3 和 C4 的排放和转移应作为单个 C3-C4 数字一起报告。
将封存的生物碳锁定在木结构中的时间越长,其气候效益就越大,因此设计可重复使用的结构和构件将尽可能长时间地锁定生物碳。这是通过延长寿命、适应、解构和再利用的设计来实现的。然而,同时报告 C3-C4 转移 / 排放的方法意味着这些设计策略的排放效益并未反映在项目报告的整个生命周期碳中。
为了传达这些设计策略的好处,请确保在任何进行的碳评估中始终报告固碳总量,并强调这些设计策略可以尽可能长时间地保持生物碳锁定。
同时,必须注意的是,这种碳的锁定不会抵消因生产、运输和施工过程而排放的以化石为基础的温室气体的平行影响。你也应该注意到今天你对建筑 EoL 之后的木材所发生的事情有多小的控制。
所有材料均应详细说明,以尽可能延长使用寿命、解构和再利用,从而最大程度地减少未来其他项目的模块 A1-A5 排放。对木材进行详细设计以实现解构和再利用,还可以减少项目寿命结束时向大气中的生物排放。
表 2.8 显示了 ECF C34 中基于不同 EoL 路线的木材产品的变化。英国的项目可以使用 2017 Wood for GoodEPD EoL 情景组合(表 2.8 的右栏) 68 。与基于 TRADA 数据的 EoL 场景相比,这会产生类似的 C3 – C4 ECF 。需要进一步的指导、数据收集和数据透明度,以提供更可靠的木材产品 ECF C34 值以供不同地区使用。
请注意,如第 2.2.2.5 节所述,如果与木材产品相关的 EoL (模块 C3 和 C4 )生物排放 / 转移包含在隐含碳评估中,那么碳封存也应包含在模块 A1-A3 中,前提是:木材源自具有 FSC 或 PEFC (或同等)认证的可持续管理的森林。

表 2.8 英国木材停产情景和相关的 C3 和 C4 近似碳系数

停产场景

描述

英国默认  C3 和 C4 排放系数

英国  EoL 情景(所有木材产品的平均值) 68

重新利用

将来用于其他资产。生物碳转移到下次使用。

1.64kg/CO 2 e/kg  ( 等于默认固碳 ) b

0%

回收

用于动物垫料 / 表面、面板产品。

生物碳转移到下次用途。

由于预制造加工而产生的化石碳。

1.67kg/CO 2 e/kg 70,b      

55%

焚烧能源回收

生物质燃料(国内或出口)。

生物碳排放到大气中。

1.64kg/CO 2 e/kg  ( 等于默认固碳 ) 7,b

44%

垃圾填埋场(无气体回收)

一部分生物碳以二氧化碳和甲烷的形式重新释放,其余部分则转移到大自然中。

2.15kg/CO 2 e/kg 7      

1%

总计   1.66kgCO 2 e/kg

注:

a 现代垃圾填埋场通常采用技术来捕获有机物分解产生的气体。

b 显示的再利用、回收和能源回收因素基于默认的生物碳排放或 1.64kgCO 2 e/kg 的转移(第 2.2.2.5 节)以及与每种情景所需的处理相关的其他排放。

混凝土报废碳化    

与模块 B1 (使用)类似,混凝土可以通过停产时的碳化过程吸收二氧化碳。
拆除资产后,在将所得碎混凝土(硬核)用于其他地方之前,碳化率会随着混凝土表面积与体积比的增加而增加。 Concrete Centre 估计:在此期间,多达 5% 的混凝土 A1-A3 排放量可以被重新吸收,这是基于这样的假设:平均而言,在 EoL 现场破碎的混凝土在被清除之前会在现场放置 26 周 71 。在某些地方,破碎混凝土在现场停留的时间要短得多,导致 A1-A3 排放物被重新吸收的比例要小得多。

2.2.6 模块 D 碳系数    

模块 D 表示超出所考虑的建成资产报废期的材料和组件的估计效益或负担。它提供了良好的循环性指标?,这是实现建筑行业脱碳的关键属性。
循环性是一个通常用来描述某种事物对低碳循环经济做出贡献的能力的术语 72,73 。描述循环经济不属于本指南的范围。
计算模块 D 排放量需要量化利用回收材料(通过再利用、回收或焚烧)与按照标准做法和市场平均值生产功能等效产品之间的排放量差异。公式 (2.9) 表示再利用和再循环排放量的差异:

(2.9)

其中:

ECFD,i= 针对特定 EoL 情景,超出项目 EoL 的产品的效益(减排)或负担(排放增加)的碳系数

ECF13,secondary product=A1 – A3 体现了从项目中使用的产品的再利用或回收中受益的产品的碳系数

ECF13,substituted product = 市场平均 A1 – A3 体现了相关产品类型的碳系数

当停产后材料的未来使用导致碳密集度低于常规用例时,这些影响是有益的,例如使用 100% 废钢(二次产品)炼钢的 A1-A3 碳排放量低于使用 80% 原铁和 20% 废钢(替代产品)炼钢的 A1-A3 碳排放量。因此,模块 D 的影响由每种材料或组件的 EoL 场景决定;再利用、回收(例如钢材)、焚烧(例如木材产品)或填埋。
对于大多数材料来说, EoL 情景是不确定的,因为它们与在遥远的未来某个时刻采取的行动有关,因此模块 D 的影响也可能是不确定的。例如,通过焚烧木材来生产能源的模块 D 效益将取决于焚烧发生时电网脱碳方面取得了多少进展。对于在停产时保留价值的材料,例如对于那些易于回收或再利用的材料,停产情景的可能范围可能具有一定的确定性,但与每种情景相关的碳影响可能仍然存在很大差异。
工程师在计算模块 D 时应考虑最合理的 EoL 场景组合,并清楚地说明其假设的基础
确保模块 D 假设的木材产品 EoL 情景与评估的每个情景的模块 C3 和 C4 的假设相匹配
在可行的情况下,模块 D 的影响可以从特定材料或产品的 EPD 中获取,并且应根据项目特定信息和场景检查 EoL 场景的相关假设。表 2.9 显示了模块 D 的 ECF ,取自表 2.3 中的 EPD (如果提供)。
如果相关数据不可用,并且有关模块 D 的进一步指导,请参阅 RICS 指南并定性考虑模块 D
模块 D 的影响至少应始终被定性地考虑。即使评估范围是模块 A1-A5 ,您也应该考虑您的设计在项目生命周期结束后是否可重复使用或可回收。
最重要和最有益的 EoL 场景是现有资产、组件或材料的再利用。提供未来重新利用的潜力,例如,通过提供适当的灵活性或设计以实现停产时的解构,将减少未来 A1-A3 排放并最大限度地提高项目的模块 D 效益。此外,重复利用项目中的现有资源将最大限度地减少 A1-A3 排放。组件的重用需要设计灵活性,因为您使用的可用零件库存会限制并告知您的设计选择 75-77 。
设计时要最大限度地发挥未来的回收潜力,需要考虑涂层、处理、将不同材料组合成复合材料以及拆卸组件的难易程度对可回收性的影响。

表 2.9 :模块 D 碳系数与相应的 EoL 情景,取自表 2.3 中使用的数据源,其中模块 D 数据很容易获得

材料

类型

规格 / 细节

ECFD,i(kgCO2e/kg)

UK EoL 情景假设

数据源

       

混凝土

现场和预制

英国

       

-0.00123

90% 作为骨料回收

参考 19 和 74 a,b

钢材

钢筋

英国

CARES 行业平均水平(电炉生产), 97% 回收成分

0.351

92% 回收

参考 22

全球平均世界钢铁协会生命周期清单研究

-0.819

85% 回收

参考 19

PT 绞线

假设与钢筋相同

结构型材及板材

英国(消费平均值) 开卷型材

-0.92

未知

参考 26

全球开放式轧制型材

-0.283

85% 回收

参考 23

英国和全球封闭部分

-1.53

92% 回收 7% 重新利用

参考 30

英国和全球板块

-1.28

85% 回收

参考 23

镀锌压型板(例如用于装饰)

英国  TATA ComFlo? 装饰平均值

-1.15

85% 回收

参考 38

全球平均热浸镀锌钢,世界钢铁协会生命周期清单研究

-1.26

85% 回收

参考 19

砌块

表  2.3 中与 ECF A13 数据相对应的模块 D 数据不易获得

砖

单块工程砖

英国 BDA 通用砖

-0.016

90% 回收

参考 19

石头

表  2.3 中与 ECF A13 数据相对应的模块 D 数据不易获得

木材

支撑 / 框架 / 地板

软木 100%  FSC/PEFC

-0.524

55% 回收  44% 焚烧 1% 填埋

参考 68

铝

薄板

欧洲消费, 31% 回收成分

-3.09

95% 回收

参考 19

全球消费, 31% 可回收成分

-8.69

85% 回收

参考 19

挤压

欧洲消费, 31% 回收成分

-3.21

95% 回收

参考 19

全球消费, 31% 可回收成分

-8.69

85% 回收

参考 19

玻璃

表  2.3 中与 ECF A13 数据相对应的模块 D 数据不易获得

石膏板

表  2.3 中与 ECF A13 数据相对应的模块 D 数据不易获得

笔记:

a 90% 作为骨料回收的假设基于参考文献 74 。等式 (2.9) 已应用于参考文献 19 中的数据。再生骨料和英国平均骨料的 ECFD 产量: 0.9 × ([ 再生骨料 ECF] ? [ 英国平均骨料 ECF]) 。

b 表 2.3 中未提供该 EPD ,但已包含在此处,因为它包含 ICE 数据库不包含的有关模块 D 的信息。环保署并未分别提供不同停产情景的碳系数。

c 请注意,对于木材,模块 D 使用的 EoL 情景必须与模块 C3-C4 使用的情景相匹配。

2.3 流程    

2.3.1 计算    

图 2.6 :计算隐含碳—过程概述

 

隐含碳计算的基本原理是将每种材料的数量乘以其碳系数。
建筑物的大部分隐含碳通常与生命周期模块 A1-A3 (从支架到工厂大门)相关,它们也代表最容易获得数据的直接排放。
在设计早期阶段计算不同设计方案的隐含碳对于减少项目的隐含碳至关重要,而在设计阶段结束和施工结束时回顾性计算隐含碳对于向行业贡献项目基准数据库非常重要。
您应该进行隐含碳计算:

? 每当需要做出重大决定时,例如:在早期设计阶段比较结构框架和地板选项

? 在设计的每个阶段结束时

? 设计过程结束时

? 施工结束时

在施工结束时进行计算是改进未来计算的重要一步。通过收集真实信息,您可以在设计阶段提高未来隐含碳计算的准确性并减少不确定性。

2.3.1.1 模块 A1-A3

A1-A3   排放量最容易计算,因为碳系数最容易获得。它们也是结构工程师最直接控制的,并且通常形成大部分结构隐含碳。
A1-A3   排放量的计算方法是将每种材料的数量乘以每种材料的 A1-A3 碳系数。基本计算如公式( 2.10 )所示:

(2.10)

其中:

ECA13= 生命周期模块 A1 – A3 的总隐含碳 (kgCO 2 e)

Qi= 第 i 种材料数量 (kg)

ECFA13,i= 模块 A1 – A3 体现了第 i 种材料的碳系数 (kgCO 2 e/kg)

使用方程 (2.10) ,您已经计算了设计中所有材料的 A1 – A3 含碳量。

考虑如何安排计算,以及是否要按建筑元素(每个元素分解为其组成材料)或按材料(从多个建筑元素获得的总量)来计算隐含碳。
如果您使用 EPD 特定数据,请确保检查功能或声明单位(例如 kg 或 m3 ),并将其与您的计算相匹配,以确保 ECA13 的单位以 kgCO 2 e 为单位输出。

2.3.1.2 模块 A1-A5

计算 A1 – A5 排放量(从摇篮到实际完成)是结构性隐含碳计算(下部结构和上部结构)的最小范围。
A1-A5   排放量的计算方式与 A1-A3 排放量相同,但包括材料运输至现场 (A4) 和现场材料浪费 (A5w) 的额外碳系数,以及与一般建筑活动相关的排放限额。该计算由公式 (2.11) 给出:

(2.11)

其中:

ECA15= 生命周期模块 A1 – A5 的总隐含碳 (kgCO 2 e)

ECA13= 生命周期模块 A1 – A3 的总隐含碳 (kgCO 2 e)

Qi= 第 i 种物料设计数量 (kg)

ECFA4,i= 到现场的运输(模块 A4 )体现了第 i 种材料的碳系数,方程 (2.2)

ECFA5w,i= 现场建筑垃圾(模块 A5 )体现了第 i 种材料的碳系数,方程 (2.3)

ECA5a= 建筑活动排放(模块 A5 ),方程 (2.5)

如第 2.2.2.5 节所述,与木材产品相关的碳固存不应在 A1-A5 值内报告,而应与 A1-A5 总量一起单独报告。
使用方程 (2.11) 您已计算了设计的 A1 – A5 隐含碳 (kgCO 2 e) 。还必须单独计算和报告生物源碳总量。

2.3.1.3 模块 A-C

除了模块 A1-A5 之外,捕获资产整个生命周期(从摇篮到坟墓)碳排放的计算还包括模块 B (使用)和模块 C (寿命结束)。
在本指南中,我们重点关注计算产品和施工阶段的碳排放(模块 A1-A5 ),因为您的当务之急应该是最大限度地减少这些排放,以应对气候紧急情况。模块 B 和 C 涉及不确定的数据点,通常代表结构(上部结构和下部结构)生命周期隐含碳的一小部分但并非微不足道的比例(除非使用木材产品,第 2.2.5.2 节),相关排放可能仅发生在遥远的未来。
但是,您不应忽视生命周期阶段 B 、 C 和 D ,而应承认考虑整个生命周期(阶段 A-C 加 D )是可持续设计的最佳实践。

最低限度:

与设计团队协调,了解结构设计解决方案和与其他设计学科相关的 B 阶段排放之间的相互依赖性。例如:外墙和 MEP 。
请注意, C 阶段和 / 或 D 阶段的考虑因素可能有助于降低未来项目的 A1-A5 排放。
原则上, A – C 的计算与模块 A1 – A5 相同:找到代表模块 B1 – B5 和 C1 – C4 中每种材料影响的碳系数,并将其乘以相应的材料数量。
原则上, A – C 的计算与模块 A1 – A5 相同:找到代表模块 B1 – B5 和 C1 – C4 中每种材料影响的碳系数,并将其乘以相应的材料数量。
A-C   计算(由于第 2.2.5.1 节中所述的原因,仅包括 B 阶段的模块 B4 )由公式 (2.12) 给出:

     


     

(2.12)

其中:

ECAC= 生命周期 A-C 阶段的总隐含碳

ECA15= 模块 A1 – A5 的总隐含碳 (kgCO 2 e)

Qi= 第 i 种物料的数量 (kg)

ECFB4,i= 替代(模块 B4 )第 i 种材料的碳系数( kgCO 2 e/kg )(方程( 2.6 ))

ECFC2,i= 离开 EoL 现场的运输(模块 C2 )包含第 i 种材料的碳系数 (kgCO 2 e/kg) (第 2.2.5.2.2 节)

ECFC34,i= 废物加工和处置(模块 C3 和 C4 )第 i 种材料的碳系数( kgCO 2 e/kg )(第 2.2.5.2.3 节)

ECC1= 拆除和解构(模块 C1 )活动排放量( kgCO 2 e )(第 2.2.5.2.1 节)

使用方程式 (2.12) 您已计算了设计的 A – C 阶段含碳量 (kgCO 2 e)

2.3.1.4 模块 D

建筑物寿命结束后材料的再利用、回收和再循环所产生的效益和负担(模块 D )必须始终单独报告给所有其他生命周期阶段。
评估模块 D 有助于量化整体环境影响并提供项目循环性的衡量标准。
其计算方式与 A1-A3 排放量相同:将材料数量乘以排放系数,公式( 2.13 ):

(2.13)

其中:

ECD= 模块 D 的总隐含碳

Qi= 物料 i 的数量 (kg)

ECFD,i= 第 i 种材料的模块 D 的隐含碳系数

您应该与您的设计团队合作,开发项目特定场景,以便将来可能使用停产后的组件。一个项目可能有多个场景,每个场景都应该现实可行。彻底探索每个场景,并在设计阶段报告的碳部分中清楚地报告它。

2.3.2 标准化结果    

除了考虑总碳值外,计算结果还应标准化:

?对于所有项目:按描述系统性能特征的资产功能单元 10 ,例如:办公室和住宅的内部净面积( NIA );桥梁的功能性甲板区域;公路、铁路、电力线和管道的公里数; Stadia1 观众席或封闭区域的数量

?此外,对于建筑物:按内部总面积 (GIA) 67 。对于建筑项目,隐含碳最常引用为 kgCO 2 e/m 2 GIA 数字

这是为了确保与同类项目进行公平且有意义的比较,反映资产使用的效率。
请记住,在比较选项时,应以相同的方式对隐含碳结果进行标准化。
GIA   是指测量到每层围墙内表面的建筑物面积 67 。
NIA   是建筑物内的可用面积,测量到每层楼围墙的内表面。例如,这不包括楼梯间、走廊和机械区域 67 。
未永久覆盖的屋顶区域不包含在 GIA 中。虽然根据 GIA 计算,与较高的开发项目相比,这可能会使极低层建筑的碳密集程度更高,但这可能反映了开发项目全年可用空间的效率。
对于翻新项目,总隐含碳应除以翻新建筑的 GIA (和其他功能等效值),包括任何新的和现有的建筑面积。这可以用来证明翻新相对于拆除和重建的好处。
现在,您将获得至少生命周期模块 A1-A5 的总隐含碳 (kgCO 2 e) 和标准化隐含碳(例如,以 kgCO 2 e/m 2 GIA 为单位)的值。

2.3.3 感觉检查    

研究 78,79 表明,隐含碳建设如常进行即可实际完成。
建筑物的下部结构和上部结构(模块 A1-A5 )通常范围在 150-400kgCO 2 e/m 2 GIA 之间。这对应于 B 到 G 的 SCORS 评级 4 。
COWI80   的研究表明,桥梁的等效范围通常在 1,000 – 4,000kgCO 2 e/m 2 功能面积之间。
除了所选的碳因素外,您的项目相对于该范围的位置还将受到影响材料数量的许多变量的影响。这些包括但不限于:地下室尺寸、建筑形式、传输结构的要求、典型跨度、层数、建筑用途(荷载要求)、框架和地板类型、与自然灾害相关的地面条件和位置。因此,在报告隐含碳时,务必注意任何项目特定的设计考虑因素(第 2.3.5 和 2.4 节)。请参阅第 2.3.7 节,确保您的项目处于隐含碳可能范围的最低值。
关于结构隐含碳的公开信息非常有限,因此为了提高这一点以及我们对设计中隐含碳的理解,所有结构工程师都应与业界分享他们的隐含碳数据(第 2.4.1 节)。

2.3.4 不确定性    

不确定性不得阻止您进行隐含碳计算。
隐含碳的计算在不同程度上包含了每个生命周期阶段 / 模块以及不同设计阶段的不确定性。不确定性的来源有:

?材料数量, Q i

?材料和工艺的隐含碳系数 ECF i

在概念阶段,除了材料规格之外,您还可能对材料数量做出假设。隐含碳的可能范围可能很大。随着项目的进展,随着详细设计的进行,材料数量将变得更加准确。同样,随着项目的进展,增加材料规格和特定产品采购的确定性将使 ECF 从通用值转向特定值,从而提高评估的准确性。报告隐含碳时,请注意数据的不确定性。
这种不确定性绝不能阻止您进行隐含碳计算。相反,请在报告和计算中注明不确定性的来源,并使用开放的数据报告来帮助减少不确定性。

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