建筑工程碳排放論文范本

　　1建筑工程主體施工階段二氧化碳排放量研究模型

　　1.1二氧化碳排放量模型的構建

　　根據建筑工程施工階段施工工序內容，可以將主體結構施工系統劃分為鋼筋工程、模板工程、混凝土工程、腳手架工程和運輸工程五個子系統．分別對各子系統進行二氧化碳排放量研究，進而綜合為整個主體施工階段的二氧化碳排放量．所構建的主體結構施工階段二氧化碳排放量分析模型如圖1所示．在利用計算機進行模擬分析時，首先利用Vensim軟件中的“Model”（模型）功能鍵，確定所建模型的初始運行時間、終止時間、步長及時間單位等，接著在Vensim窗口中依次選擇系統中的各個變量，點擊“Equation”（方程式）功能鍵，在出現的窗口中輸入方程式或常數．完成所有變量賦值后，運用“RunaSimulation”（執行模擬）功能鍵運行模型．最后，利用分析工具欄中的“TableTimeDown”（直向表格）功能鍵，便可計算出各子系統的二氧化碳排放量，從而確定主要的影響子系統．

　　1.2各子系統二氧化碳排放量分析

　　1.2.1模板工程系統目前建筑行業普遍使用的模板主要是鋼模板和木模板，塑料模板和鋁模板也在不斷的推廣中．其中，鋼模板的使用面積占總量不到1/4，而木模板使用面積達到75%以上[8]．因為模板系統在使用階段對環境的影響很小，所以將生產模板所產生的碳排放量作為施工階段對環境影響的考慮因素．鋼模板二氧化碳排放量計算公式為：E=，其中：E為二氧化碳排放量（g）；Q為每千克鋼材二氧化碳總排放量（g）；K為鋼材總重（kg）；n為鋼模板周轉使用次數．每千克鋼材二氧化碳排放量Q為410g[9]，結合施工過程中模板使用的總重量K，得出總的二氧化碳排放量，再根據鋼模板的周轉使用次數n，將總的二氧化碳排放量進行平均，從而計算出鋼模板使用一次的二氧化碳排放量．在計算木模板二氧化碳排放量時，因為無法計算使用木材對環境排放的二氧化碳的量，所以可以將這一部分木材本應吸收的二氧化碳量，作為其對環境的負面影響加以考慮．木模板二氧化碳排放量計算方法為：根據模板的木材使用量，再結合木材吸收二氧化碳量，就可計算出每年木模板本應吸收的二氧化碳的量，再乘以一定的年限即可，本文取為20年，同時要考慮到木模板的周轉次數，一般取8次[8]．據專家測定，森林每生長1m3木材大約可以吸收1.83t二氧化碳．1.2.2鋼筋工程系統鋼筋工程系統包括鋼筋的存儲、加工、綁扎、焊接、回收利用等．鋼筋加工流程為：除銹—調整調直—切斷—彎曲成型．所使用到的機器有調直機、切斷機和彎曲機，焊接過程需要使用電焊機，加工及焊接過程二氧化碳排放計算方法為：∑，其中：E為二氧化碳排放量（kg）；a為燃煤產生每千瓦時電能所排放的二氧化碳量（kg）；i=1,2,3,4，分別表示調直機、切斷機、彎曲機和電焊機；為相應機器在整個施工階段的工作總時長（h）；為相應機器的功率（kW）；表示相應機器的數量．與模板一樣，將鋼筋生產階段的二氧化碳排放量計入施工階段．在進行鋼筋工程施工時，要精確計算鋼筋需求量，降低損失率，將損耗率控制在2%以下．要做好鋼筋的回收使用，例如將回收中質量合格的鋼筋當做馬凳和墻體定位筋等．1.2.3混凝土工程系統混凝土工程包括運輸、澆筑、振搗、養護．普通混凝土劃分為十四個等級，生產不同等級的混凝土所排放的二氧化碳也不一樣，王帥詳細分析了生產六個等級的混凝土對環境的影響，可作為參考[10]．在施工階段，主要考慮混凝土的澆筑、振搗和養護過程對環境的影響．在澆筑過程中使用的機械包括：混凝土輸送泵、振動器．根據機械的功率、使用時長即可計算出耗電量，繼而可得出二氧化碳排放量．嚴格控制沖洗混凝土輸送泵用水量和養護過程中用水量，并做好記錄統計．根據消耗每立方米水資源所排放的二氧化碳，便可計算總的排放量．1.2.4腳手架工程系統腳手架按照所用材料的種類可以分為：木腳手架、竹腳手架和鋼管腳手架，在高層建筑中，使用鋼管腳手架較為普遍，因而主要考慮使用此種腳手架對環境的二氧化碳排放影響．同樣將生產過程的二氧化碳排放計入施工階段．計算方法為：E=，其中：L為鋼管總長（m）；A為鋼管規格（kg/m）；n為鋼管、鑄鐵周轉使用次數（取50次）；為每千克鋼材二氧化碳總排放量（g）；M為扣件的總重量（t）；為每噸鑄鐵的標準煤耗,根據國家鑄造協會的統計數據，中國鑄鐵業平均能耗為800kgce/t；為每千克標準煤的二氧化碳排放量2.46kg．1.2.5運輸工程系統運輸工程系統主要考慮施工材料場內的垂直運輸，統計垂直運輸機械的電能消耗和原油消耗，即可得出相應二氧化碳的排放量．

　　2實例分析

　　2.1案例概況

　　西安市某棟高層住宅，總建筑面積21757m，地上18層，地下1層，建筑高度為58m，主體為鋼筋混凝土剪力墻結構，工期為352d，其中從地下室到主體結構完工耗時85d，近似記為6個月，材料耗用情況如表2所示．

　　2.2模擬結果及分析

　　該模型包含五個子系統，由于篇幅有限，僅以商品混凝土工程CO2排放子系統為例進行簡單的分析．在Vensim窗口中選擇“商品砼工程CO2排放變化量”變量，用鼠標雙擊該變量使之成為工作變量，再點擊分析工具欄中的“CausesTree”(因果樹圖)按鈕，便可得到如圖2所示的因果樹圖，從中可以較為清晰的了解該子系統中的影響因素，再點擊“Equations”（方程式）鍵，利用方程式編輯器來建立編輯模塊方程式，如圖3所示．其他變量依此操作逐步進行確定，最后點擊工具列中的“RunaSimulation”(執行模擬)便可得出相應的結果．商品混凝土工程CO2排放子系統狀態變量和速率變量的計算方程如下：狀態變量方程：商品砼工程CO2排放量=商品砼過去時刻排放量＋商品砼過去至當前時刻排放變化量(1)速率變量方程：商品砼工程CO2排放變化量=商品砼生產排放量＋用水量排放量＋砼澆筑過程排放量(2)本案例的持續時間為6個月，計每段時間間隔為1個月，為了便于統計最終結果，可以在主體結構施工結束后，將各項消耗匯總輸入模型，再將商品砼工程CO2排放變化量除以六，即認為每月的輸入量相等，那么商品砼工程CO2排放量就會呈現線性增長，如圖4所示．將各變量的數值輸入模型，得出相應子系統所排放CO2量依次為：商品混凝土工程子系統排放2824210kg，鋼筋工程子系統排放538463kg，模板工程子系統排放754918kg，鋼管腳手架工程子系統排放3617kg，運輸工程子系統排放95220kg．各部分在CO2總排放量中所占比例如圖5所示．從圖5中可以看出，在主體工程施工階段商品混凝土工程所排放的CO2量所占比重最大，其次是模板工程和鋼筋工程，而腳手架工程和運輸工程排放量所占比重較小．因而在推行綠色施工時，要特別注重商品混凝土工程、模板工程及鋼筋工程的施工過程，嚴格控制材料的投入，減少材料在使用過程中的損耗率，大力推廣綠色施工材料，開發綠色替代材料，減少施工過程對環境的影響．

　　3結語

　　在構建二氧化碳排放量分析模型時，本文首次有針對性的分析建筑工程項目主體施工階段，并將該階段劃分為5個子系統，在計算過程中創新性的引入系統動力學軟件，使得繁雜的運算過程簡單化．最后，結合實際工程案例，對各變量進行賦值或編輯方程，找出了該階段影響二氧化碳排放量的主要子系統有三個，分別是：商品混凝土工程、模板工程及鋼筋工程．將建筑物物化階段二氧化碳排放量的主要影響因素具體化，使得有關施工階段二氧化碳排放量的已有研究成果更加充實，為今后實施綠色施工提供參考．當然，本文也存在一些不足，如未能對各子系統工程提出相應的替代方案，將不同的方案進行比較，從而找出最優的施工方案，這也是今后繼續研究的方向．

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