旧小区建筑节能改造碳核算与碳排放研究
旧小区建筑节能改造碳核算与碳排放研究
摘要：随着时代的进步，节能化是必然化的进程，采用全生命周期管理方法，分析建筑节能改造措施全过程碳排放清单，提出建筑节能改造寿命期内碳排放评估指标及核算方法，包括碳增量、单位面积改造碳排放强度、运行节碳量、碳增量静态回收期。研究多目标改造措施的建筑运行碳排放、措施实施优先级及重要性，为寒冷地区老旧小区建筑节能低破改造规划、实施、评估及破排放核。
关键词：旧小区建筑；节能改造；碳核算
引言
城市住宅建筑产生的碳排放占建筑行业碳排放的比例超过 40%。2000 年至 2018 年，中国城市住宅建筑产生的 CO 2 排放量从 2.891 亿吨攀升至 8.91 亿吨。目前已经有一些学者开展了社区层面的碳排放核算。例如，黄建等对苏州一个新建社区的碳排放进行核算，核算内容为建筑能耗、交通、废弃物处理、水资源四大系统在使用阶段所产生的碳排放，并且提出了一系列的碳减排方案。对北京既有社区的能源消耗（用电、用气、采暖）、交通出行、废弃
物和绿地碳汇的碳排放进行了核算。但是Carbon Reduction Potential Assessment of Old Residential Transformation老旧小区改造的减碳潜力评估较少有研究对老旧小区改造的减碳潜力进行量化评估。结合目前老旧小区改造工作的推进，在改造中增加低碳化目标并评估其减碳潜力，将对城市低碳发展有重要意义。
1生态城市建设及存在问题
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1.1生态城市建设历程
生态城市是基于生态学原理构建的人类聚居地。随着城市化进程不断加快，遇到了生态环境与城市的经济、社会不协调等诸多问题。建设生态城市成为未来城市资源优化、城市可持续发展的必然选择。2002年福建省在第九届人大第五次会议上，首次正式提出投资建设“生态省”的战略目标，旨在通过改善生态环境，推动福建省经济、社会的可持续发展。2003年出台了《市生态市建设行动方案》，意在发展经济的同时，深入推进节能减排、“江河湖海”整治、“美丽乡村”建设、水土流失治理等重点工作，构建绿生态体系，于2013年和2015年分别通过了省级、国家级生态市的考核验收。为了巩固和提升生态城市的建设成果，于2017年在全国首创“生态连绵带”建设，倾力建设山水田园城市。经过四年实践，生
态连绵带建设已初具规模，环湾区域22个生态连绵带有序铺排，主要生态廊道逐步贯通，山线和水线形成完整闭合圈。
1.2生态城市建设存在的问题
生态城市建设虽然取得了一定成绩，但仍存在着部分问题。
（1）迫于追求速度，急功近利。近年来，“大树进城”成为生态城市建设的热潮。在城市中种植大量的外来树木，不仅对当地的生态造成破坏，也因被移植的外来树木无法适应新环境，部分树木在几年内从大树变小树，依靠大树形成绿环境建设思路最终变成了“绿泡沫”。
（2）重“绿地”，而轻“绿”。在城市绿化工作中片面追求美观，尽管绿地面积大幅增长，但市区的广场和街道仅有草坪、水泥路面。而草坪需要频繁浇水，也造成水资源的大量消耗，导致用水量较为紧张。
（3）缺乏对生态环境的自我调控。因土地资源有限，多采取移山填海、埋田盖楼的方式拓展城市化建设，对原生植被和生物栖息地造成了一定程度的破坏。为顺应“大”的发展要求，
将房地产项目和工厂厂房规划建设在紧邻市区的部位，形成了城市污染源，危及周围居民的健康。
2建筑节能公共改造对建筑碳排放的影响
2.1水资源
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（a）雨污分流改造
由于建设年代较早，老旧小区的排水系统大多为雨污合流系统，造成污水处理厂进水水质低下，降低了污水处理厂的运行效率。对排水管网进行雨污分流改造，能够减少合流至污水处理厂时雨水处理所消耗的能耗，降低对环境的污染。本案例需要改造管网 9000m，开挖、移除土方 4648m 3 ，回填 764m 3 ，当地年降水量 1378.5mm。改造施工工艺，即开挖、移除土方和填土碾压平整的碳排放因子分别为1.05kgCO 2 /m 3 和 0.99kgCO 2 /m 3 。经核算，案例进行雨污分流改造后能够降低小区生命周期碳排放 368.6tCO 2 。
（b）屋面雨水回用
降水量较为充沛，具备雨水回用条件。此外雨水资源化还能提高城市的雨洪调节功能，具有良好的节水效能和环境生态效益。小区屋面雨水不直接与地面接触，污染小，并且可借助檐沟、雨落管直接收集利用 ，在雨水路径的末端增设蓄水池、雨水处理设备收集回用雨水，可以用于小区内绿化及路面浇洒 。
3总体规划
3.1增强城市规划设计
建筑通风节能设计中，需要考虑方位、建筑间距等要素，要将建筑物与周边的建筑物联系到一起，规划好位置，保证通风系统中自然通风能力，为人们提供舒适的环境，拥有良好的居住体验。通常情况下，建筑大多是南北朝向，在规划设计时，不仅要考虑这一因素，还要考虑建筑物位置与周围环境、风向等，进行综合分析，充分改善居民的生活体验。
3.2垃圾回收利用
小区内垃圾收集较为杂乱，且垃圾收集点破旧，垃圾桶放在外面供居民投放，管理不佳。如果能够增加小区内垃圾分类宣传，严格垃圾分类投放管理，规范垃圾处理点，将能够提
高小区内垃圾回收率，降低垃圾处理能耗。对案例小区内的 23 处垃圾分类收集设施进行更新，预计消耗主要建材包括混凝土 12.7m 3 ，混凝土砖 7.3m 3 ，页岩砖 14.0m 3 。预计实施改造后，生活垃圾回收利用率能够提升 14.53%。
3.3 综合碳减排效益
屋面太阳能光伏增设能实现非常可观的减碳效果，超过17000tCO 2 ，其次是屋面保温增设和垃圾回收利用，实现减碳量超过 2000tCO 2 ，更换节能灯具和雨污分流改造的减碳量约 400tCO 2 ，屋顶雨水回用实现的减碳量相对较少。基于生命周期理论，案例小区在实施这 六 项 减 碳 技 术 后 共 能 实 现 碳 排 放 降 低25340.2tCO 2 ，措施在物化阶段和拆除阶段产生了 2518.6tCO 2 。碳减排效益主要来源于建筑单体的减碳（22592.8tCO 2 ），其次是固废物，减少 2294.3tCO 2 ，水资源方面共实现了453.1tCO 2 的减碳量。案例小区实施这六项减碳措施后平均每年能够降低碳排放 1563.8tCO 2 ，减碳率能够达到 16.3%。
在建筑中推广使用环保绿生态材料随着建筑行业的发展，建筑工程运行规律逐渐满足能量守恒定律，这就需要在设计中减少高耗能产品的使用，减少建筑后期使用中的污染物。
运用生态材料不仅能够减少碳排放量，缓解温室效应，还能够避免破坏臭氧层，保障建筑在达到使用年限后再次回收与利用，加大资源使用率。另外，运用环保型建筑材料能够避免污染人们生活空间，为人们提供一个安全、舒适的环境。随着现代科学技术的进步，一些新型材料相继出现，开始应用到建筑通风设计中，这些新型材料的应用能够提高建筑节能水平，保证建筑通风效果，在一定程度上促进建筑行业的发展。同时，使用可替代性能源，将其作为常规建筑能源，降低工程生产成本，减少环境污染，保证建筑行业健康发展。在节能设计中，需要加大新能源开发力度，创新生态材料在节能建筑中的应用，将节能设计与绿生态材料有效结合。
结语
通过对寒冷气候区济南市一居住建筑进行节能改造案例分析，基于碳排放，我们提出了建筑节能改造措施评估指标及计算方法，用于量化评估老旧小区提质改造减碳效果，为制定老旧小区节能改造实施方案、评估节能效果起到参考意义，相关结论如下。
被套尺寸建筑节能改造中建材生产阶段和寿命期内建筑运行碳排放占主要份额，分别占总量的２８．４６％和７０．３７％，运输阶段和施工阶段之和占总量不到１．２％。提出建筑节4.1愚人节
能改造碳排放核算及碳增量静态回收期计算方法，分析各种建筑节能措施碳增量和静态回收期，确定改造措施的优先级和重要性。案例采用了多种节能措施，其碳増量静态回收期为２．７２ａ。
参考文献
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［2］马鹤．建筑通风节能设计的问题与改造方案［J］．四川建材，2019，45(9):199－200．
［3］邵欢楠．对建筑朝向通风节能设计的若干思考［J］．智能城市，2018，4(23):107－108．

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