装配式与现浇住宅基于全寿命周期的热力学与环境影响评价研究

以北京市某装配式民用住宅楼作为研究对象,建立装配式住宅全寿命周期能耗、耗及CO_2排放量的热力学计算模型。基于调研数据,应用此模型计算出该栋装配式住宅全寿命周期各个阶段的能耗、耗及CO_2排放量;并与传统现浇混凝土住宅进行对比分析,作出能比变化曲线。针对装配式住宅特点,建立围护结构形成阶段热力学计算模型。结果表明,该装配式住宅围护结构形成阶段三项数据均高于现浇住宅;且能比较高,装配式住宅建造需要消耗大量高品位能源。拆除阶段装配式住宅建材高回收利用率有效降低能耗及CO_2排放量。假定建筑50年使用年限,全寿命周期内装配式住宅总能耗及CO_2排放量分别减少15.0%、12.6%;但能比略高于现浇住宅。建立的围护结构形成阶段热力学计算模型能客观评价两类住宅该阶段在能源消耗、能源结构及对环境影响的差异,结合装配式住宅全寿命周期热力学计算模型分析对装配式住宅节能设计有指导意义。     

建筑围护结构节能设计火用分析及CO_2排放研究

以夏热冬冷地区株洲市某办公楼为研究对象,基于全生命周期理论与火用方法,对建筑围护结构不同节能设计方案能耗、火用耗及CO2排放量进行分析,并结合热经济学原理,建立了围护结构火用成本分析模型来综合评价节能设计方案的经济性及节能性.结果表明:当节能设计后建筑运行阶段节约的能耗或CO2减排量大于因节能而投入的能耗及CO2排放量时,才能达到真正意义上的节能.文中方案1,方案2中建筑运行阶段节约的能耗分别需要10年,11年才能抵消建材生产阶段产生的能耗,CO2减排量分别需要4,5年才能抵消建材生产阶段产生CO2排放量.且建材生产阶段的火用耗远远大于节能设计后运行阶段节火用量,火用成本的分析结果表明较低的单位火用成本,意味着选用投资较少的节能改造方案,较多的使用低品位能源,得到了火用效率较高的制冷量、制热量,建筑整体节能性和可持续性高.     

基于经济指标的围护结构生产阶段能耗、?耗、碳排放简化计算的热力学模型

由于我国建材物化能和碳排放等数据缺失,在对围护结构生产阶段进行分析时,往往仅考虑几种主要建材的影响。为了解决这一问题,提出了成本能、成本和成本碳这三个参数;并基于社会经济指标,即工业万元产值能耗,提出了热力学成本综合当量系数这一概念,在此基础上提出了一种计算围护结构生产阶段能耗、耗和碳排放量的热力学模型。与传统的算法相比,提出的热力学模型将建筑造价表中所有建材考虑在内,而采用的万元产值能耗数据可以在政府公开发表的文件中找到。实例计算结果表明,生产阶段的能耗占全寿命期的12.34%,碳排放占到了15.48%;生产阶段单位建筑面积能耗为4.995GJ/m~2,这一结果与国外的研究相符,验证了本模型的可靠性。提出的模型对完善可持续建筑评价体系和制定能源政策具有重要意义。     

建筑围护结构建造过程能源消耗火用分析评价

建筑围护结构所需的建材从生产制造阶段、运输阶段到现场施工建造阶段都将消耗大量的能源,针对这3个阶段,提出了围护结构建造过程能耗及火用耗的计算方法,并提出火用能比的概念用来评价建筑能源利用的可持续性.以湖南地区某研发中心为研究对象,对其围护结构建造过程能耗进行定量分析,结果表明:围护结构建造过程能耗主要来自于建材生产阶段,其中混凝土及其砌块单位建筑面积生产能耗最大,约占整个生产阶段能耗的44%,其次为钢材,占比约41%;钢材单位建筑面积生产火用耗最大,达到整个生产阶段火用耗的48%左右,混凝土及其砌块占比38%左右.从火用能比角度分析,钢材最大,为0.92,水泥最小,为0.59.整个围护结构建造过程火用能比为0.79.结果可为研究"烂尾楼"能耗现状提供参考.提出的火用分析评价方法可以应用于其他类似建筑,并为围护结构可持续建造提供参考.     

围护结构或被动式建筑的绿色性评价方法

以湖南地区5栋公共建筑为研究对象,基于全寿命期理论以及方法,分别计算了其全寿命期(即从围护结构形成阶段到拆除全过程)的建筑能耗、耗、二氧化碳排放量以及成本.在此基础上,引入各个建筑的能比和绿色性两项指标.采用层次分析法,得到建筑的绿色性指标,并对各个建筑的绿色性指标进行对比分析,结果表明,办公建筑的绿色性明显优于商业建筑.两个指标的交叉对比结果表明,能比存在一个最优的范围.能比反映建筑对优质能源的利用或消费程度,绿色性指标综合考虑了建筑全寿命期的资源消耗、成本投入和环境影响,因而这两项指标可作为现有可持续建筑评价体系中被动式节能条款的补充,具有一定合理性.     

装配式建筑生态效益评价模型的构建和仿真

为量化评价装配式建筑的生态效益,为政府制定生态补偿政策提供依据,基于系统动力学理论,从全生命周期的视角,分析装配式建筑8个子系统各影响因素间的作用关系;并以能源消耗和二氧化碳排放量为衡量指标,对比装配式与现浇式建筑,建立生态效益评价因果关系图、流量存量图和计算方程,构建装配式建筑生态效益评价模型。仿真结果表明:相对于现浇式建筑,装配式建筑的生态效益在建材生产与运输阶段、PC构件生产与运输阶段、建筑维护阶段处于劣势,尤以建材生产阶段为主;在建材运输阶段以及建筑建造、运行和拆除阶段占据优势,尤以建筑运行阶段为盛;从全寿命周期看,装配式建筑的生态效益较大,并随着施工面积的增加而增大,效益相当可观。     

路面全寿命周期能耗与CO_2排放分析研究进展

为了进一步促进路面全寿命周期分析在道路工程领域的研究与发展,为低碳节能型路面材料应用、结构设计及养护管理提供理论依据,综合国内外最新研究成果对路面全寿命周期能源消耗与CO_2排放分析方法进行了全面分析。介绍路面全寿命周期分析的基本方法,提出功能单元应具有的基本属性,指出中国主要道路建筑材料物化清单需要统一的现状。系统梳理路面材料物化阶段、建设施工阶段、使用阶段、养护维修阶段与结构拆除阶段中所涉及的环境影响因素,指出路面平整度、路面反射率、水泥混凝土碳化、沥青燃烧能、交通延误、养护维修方案等在路面全寿命分析中的重要性,并对其能耗与CO_2量化计算方法进行了分析,对再循环材料的环境影响分配方法进行了列举说明,指出数据质量与敏感性分析的必要性。综合分析表明:基于路面长时间使用寿命,应重视路面使用阶段与养护阶段中随时间积累的环境影响因素;以循环理念为基础,多层面的对路面全寿命周期内各阶段涉及到的影响因素进行综合分析,完善路面全寿命分析模型,使其能够科学、合理的计算出路面全寿命周期的能源消耗与CO_2排放。     

天津市工业能源消费导致的CO_2排量的分析与预测

为了研究天津市工业能耗碳排放量的现状,为今后的节能减排工作提出建设性意见,运用因素分解法分析了天津市2005年—2012年工业能源消费导致的CO_2排放量情况,并对未来几年天津市工业能耗导致的CO_2排放量进行预测,据此提出一些节能减排的措施和建议.结果表明:经济规模因素对天津市工业能源消费导致的CO_2排放增长起主要作用,能源强度因素对天津市工业CO_2排放量的增长减缓起到主要作用.根据2003—2012年的数据,运用STIRPAT模型、Logistic模型和GM模型得到的天津市能源消费导致的CO_2排放量预测达到较高精度,平均误差分别为1.78%、2.41%和1.54%.     

广西地区CO2排放量变化趋势及驱动因素分析

参考<广西统计年鉴>(1991～2010)中的社会经济指标和能源消费统计数据,采用能源消费耗总量及化石燃料系数估算法估算广西地区1991～2009年CO2排放量,归纳出CO2排放量变化趋势,并将因素分析法应用于Kaya恒等式定量分析广西的经济产出规模、人口规模、能源强度及能源结构等驱动因素对CO2排放的影响.1991～...     

公路与铁路交通碳排放影响因素

为了探究公路与铁路交通CO_2排放的影响因素及其贡献率,该文建立了基于贡献率的残值分配Laspeyres指数分解方法(contribution-based residual distribution Laspeyres index,CRDLI),并选取了中国和其他6个国家为研究对象,构建了公路与铁路CO_2排放的二次分解模型。研究发现:周转量是影响各国公路与铁路CO_2排放的重要因素,1991—2010年,中国、澳大利亚、德国、日本、印度、英国和美国换算周转量引起的CO_2排放量变化分别为4.02、0.65、0.60、-0.12、2.33、0.24和4.84亿t;能耗强度和能源结构的改善是实现减缓CO_2排放增长或减少CO_2排放的重要途径;人均GDP的增长是推动公路与铁路周转量增长的最主要原因,降低周转量强度是减缓周转量上升进而减少CO_2排放的重要途径。为了实现中国交通部门的低碳发展,需要发掘技术节能潜力、调整运输结构、有效管理运输需求。     

浅谈节能建筑的全寿命周期成本

阐述了节能建筑带来的长远经济效益,通过实例,运用全寿命周期理论分析计算节能建筑的造价,对节能与非节能住宅进行了对比,提出了采用全寿命周期资金成本的方法将工程的建安造价与能源使用维护造价合二为一来考核工程的总造价的设想。     

基于蒙特卡洛法的全寿命周期成本计算

以高速公路生命进程为序,以时间点为界,把公路全寿命分为3个阶段:建设前期阶段,建设阶段,建设后阶段;包括4种成本:首善成本、作业成本、服务成本,声誉成本。借助Excel软件建立基于蒙特卡罗法的全寿命周期总成本计算模型,使得决策者清楚明了在一定的概率下,项目全寿命周期要多少成本。     

基于AHP-FUZZY法的绿色建筑全寿命周期评价

以绿色建筑的全寿命周期评价为研究对象,基于AHP-FUZZY理论,进行多级模糊综合运算,通过建立多级指标体系,建立了一个可操作性强,客观合理的绿色建筑全寿命周期评价模型.以绿色建筑的"绿色等级"为目标层,选取规划设计、施工建设、使用运营全寿命阶段的能源使用、土地资源使用、水资源使用、材料使用、大气污染、水污染、固体废弃物污染、室内外环境中声、光、热指标为准则层指标,基于这8个准则层指标,选取了52个评价层指标.通过实例研究,得到了实例绿色建筑的环境友好度为"优"的评价结论.并根据模型结果,得到了该绿色建筑全寿命周期中需要改进的最关键指标,证明了该方法的可行性.     

基于SD的老旧住宅高能耗形成机理及改造策略研究

北方城镇老旧住宅在全寿命周期中消费了大量能源和资源,对构建节约型社会、推动绿色发展造成巨大影响。本文以包头市为例,通过构建系统动力学模型,在考虑老旧住宅高能耗影响因素前提下,对2016~2030年居住建筑能源消耗进行预测研究,并通过情景分析来模拟不同强度的影响因素对能源消耗总量的影响,为老旧住宅节能改造政策提供现实依据。研究结果表明：科技、碳减排、教育投入的增加、使用能效等级更低的家用电器、按照新版建筑规范改变传热系数等参数、居住者用能行为的改善,使用设备频率低、时间短都会不同程度的降低老旧住宅的能耗。因此,政府应加大一定财政投入,提高科研能力和居住者节能意识,改善老旧住宅围护结构的传热系数。此外,各家电企业应更积极推出高效节能的家用设备。     

炮兵武器装备全寿命周期风险预测研究

探索了炮兵武器装备全寿命周期风险,提出全寿命周期风险评价指标体系,运用多层次灰色评价模型对炮兵武器装备全寿命周期风险进行了预测,并以装备退役阶段为例,建立了具体的评价模型.     

住宅建筑生命周期能耗及环境排放案例

为更好了解建筑能耗和环境排放在生命周期各阶段中的特征与分布情况,根据"住宅建筑生命周期能耗及环境排放模型"中的模型,选择了3栋不同规模混凝土住宅建筑进行了剖析。结果表明:住宅建筑单位面积全生命周期能耗为1.7 GJ/(m2.a),环境排放质量大小依次为CO2、SO2、NOx、CO和PM10。建材开采生产与建筑施工两阶段能耗与各种环境排放在全生命周期能耗与排放中的比例最高达到80%,节能减排潜力显著。     

基于FISM-ANP的装配式建筑成本影响因素分析

为了深入研究装配式建筑成本的影响因素,从决策-设计-生产-施工-运营与回收5个阶段,构建了全寿命周期的装配式建筑成本影响因素指标体系.将模糊解释结构模型(fuzzy interpretative structural model,FISM)与网络层次分析模型(analytic network process,ANP)相结合,建立了基于FISM-ANP的装配式建筑成本影响因素分析模型.研究结果表明:该模型不仅能定性找出影响装配式建筑成本的表层直接因素、中间层动力因素、深层导向因素,还能将各因素之间的内部逻辑关系用直观图的形式表示出来.此外,还可以定量地对装配式建筑成本影响因素的重要程度进行排序,并找出影响成本的关键阶段和因素.     

再生混凝土生命周期CO_2排放评价

为评价再生混凝土CO_2的排放量,构建了再生混凝土CO_2排放量化模型.运用生命周期评价技术,对原材料生产、运输、再生混凝土制备、施工建造、拆除废弃等阶段建立了CO_2排放量的计算方法,并计入碳化作用影响,提出了再生混凝土碳化吸收模型.通过收集各阶段基础数据,得到了1 m3的C30再生混凝土CO_2排放量.最后,将排放量转化为环境成本和等量吸收所需的绿化面积或树木棵数,进行环境影响评价.结果表明,1 m3C30的再生混凝土生命周期CO_2排放量随再生粗骨料取代率的提高而降低,当取代率为30%,50%,70%,100%时,CO_2排放量分别为314.2,310.9,307.6,301.4 kg;CO_2排放量随取代率提高而降低的主要原因为再生粗骨料运输和混凝土碳化作用;对比普通混凝土,再生混凝土在CO_2减排上具有更优的环境价值.     

北京地区农村住宅墙体外保温改造效益分析

对墙体进行外保温改造是降低农村建筑供暖能耗的重要手段。利用De ST-h软件,通过建立北京地区农村住宅典型模型,模拟了页岩多孔砖、钢筋混凝土和加气混凝土墙体的外墙外保温改造效果。利用全寿命周期费用评价方法,计算得出了三种墙体使用膨胀聚苯板进行保温改造时的经济保温层厚度分别为60、80、40 mm,并对外墙保温改造的经济效益和环境效益做出了评价。     

钢结构住宅建筑部品生命周期详单分析

对某钢结构住宅小区内3幢不同层数建筑施工过程的建材耗量、建材来源进行调研统计,并结合BESLCI软件计算建筑结构、围护结构的生命周期能耗及环境排放.结果表明,钢构件、混凝土和水泥的生命周期能耗共占钢结构住宅建筑部品生命周期能耗的60％以上,钢结构住宅施工生命周期能耗仅为常规结构住宅的50％左右,建筑体量对钢结构住宅建筑部品生命周期清单影响不大.同国内外其他学者的钢结构建筑生命周期清单分析结果进行了比较,差异较大,分析发现数据获取的精确性、研究边界划分的合理性及缺少标准的清单分析数据库是造成差异的主要原因.