面向设计初期的建筑碳排放预测理论框架（论文）.pdf

面向设计初期的建筑碳排放预测理论框架王豫婉（住房和城乡建设部标准定额研究所，北京100835）【摘要】为解决建筑业能源消耗大、环境负担重等问题，研究人员将全生命周期评价方法引入建筑业，选择碳排放量作为评价指标，提出建筑全生命周期碳排放评估方法体系。目前我国缺少可面向设计初期的建筑全生命周期碳排放预测方法，无法及时反馈设计方案的碳排放性能，进而无法通过支持设计决策降低建筑碳排放。通过分析设计初期建筑碳排放预测需求，明确设计初期碳排放预测的重点难点在于冷热负荷预测。首先提出面向设计初期的建筑碳排放预测方法；然后通过选取设计参数，建立基于神经网络的建筑冷热负荷预测模型，实现建筑冷热负荷预测。文章提出的理论框架有助于实现面向设计初期的建筑碳排放预测，降低设计方案碳排放。【关键词】建筑碳排放量全生命周期评价 冷热负荷评价指标【中国分类号】TU723.3【文献标识码】A【文章编号】1008-2166（2022）01-027-07【DOI】10.19730/j.cnki.1008-2166.2022-01-027FrameworkofEarly-phase-orientedBuildingLCACarbonEmissionPredictionMethodWangYuwan（TheStandardQuotaResearchInstituteoftheMinistryofHousingandUrban-RuralDevelopment，Beijing100835，China）【Abstract】LifeCycleAssessment(LCA)hasbeenintroducedintotheconstructionindustry,tosolvetheproblemsofenergyconsumption,lowresourceutilizationandheavyenvironmentalburdeninChina'sconstructionindustry.Life -cyclecarbone原missionassessmentmethodologyhasevolvedtoquantifybuildingenergyconsumptionanditsenvironmentalimpacts,therebyreducingbuildinglifecyclecarbonemissions.However,thecurrentbuildinglifecyclecarbonemissionassessmentmethodsystemstillhaslimitationsinpracticalapplications.Oneofthelimitationisthatthemethodisdifficulttouseintheinitialdesignofthebuilding,sothatitisnotpossibletotimelyfeedbackthecarbonemissionperformanceofthedesignalternativesforthedesignertooptimizethedesignalternatives.Thisstudyproposesanearly-phase-orientedbuildingLCAcarbonemissionas原sessmentmethod,therebysupportingdesigndecisionsandreducingcarbonemissionsfromtheearlyphaseofdesign.【Keywords】Buildingcarbonemissionfootprints;LifeCycleAssessment;Coolingandheatingload;Evaluatingindicator作者简介：王豫婉（1990—），女，河南安阳人，博士，主要从事工程造价管理、建筑信息化、建筑碳排放等工作。收稿日期：2021年10月EngineeringCostManagementTheoryandPractice27 一、引言为解决建筑业能源消耗大、资源利用率低、环境负担重等问题，研究人员将全生命周期评价方法（LifeCycle Assessment，LCA）引入建筑业，选择碳排放量作为评价指标，提出建筑全生命周期碳排放评估方法体 系，以量化 建筑 能耗及 其环境 影响，从 而降低建筑全生命周期碳排放。众多研究[1-4]表明，设计初期阶段蕴藏着巨大的节能潜力，且改动成本相对小得多[5]。然而，目前我国工程项目缺少可面向设计初期的建筑全生命周期碳排放预测方法，无法在设计初期及时反馈设计方案的碳排放性能，进而无法通过支持设计决策降低建筑碳排放。文章旨在分析设计初期建筑碳排放评估需求，提出面向设计初期的建筑碳排放评估方法，实现面向设计初 期的 建筑碳 排放预 测，进 而支 持设 计决策，降低设计方案碳排放。方法的数据需求反馈可进一步促进能耗监测数据库系统化、标准化。二、面向设计初期的建筑碳排预测估需求分析1、建筑全生命周期碳排放源构成分析分析不同类 型建 筑各 阶 段碳 排放比 例[6]可 知，不同类型建筑的全生命周期碳排放特点总体相似，运行阶段所占比例最大，建材 碳排 放其 次，建造和拆除阶段的碳排放量所占比例小。受设计阶段决策影响的建筑全 生命周 期 碳排 放源 主 要集 中在建材碳排放、制 冷能耗碳 排放、采 暖能 耗 碳排 放和 照明能耗碳排放。设计阶段进行建筑碳排放预测的理论难度，目前主要集中在制冷能耗碳排放和采暖能耗碳排放。2、建筑制冷采暖能耗影响因素分析建筑制冷采暖能耗影响因素较多，文章按决定者不同，将其分为以下四类：（1）建筑物本体因素。建 筑物本 体 因素 包括 建 筑类 别、建 筑 体 形 系数、朝向、窗墙比、玻璃的传热系数、玻璃 的 遮阳 系数、外墙及屋顶的传热系数、建筑几何信息等。建筑物本体因素主 要通过 影 响建 筑的 冷 热负 荷来影 响建筑能耗。建筑物本体因素是建筑设计阶段的主要决策内容，因此是文章重点研究内容。（2）HVAC系统因素。HVAC系统基本由暖通设计人员确定，而暖通设计人员通常在设计中后期才介入设计，节能潜力有限。建筑HVAC系统因素包括冷热源的选择、输配终端形式的选择等，主要通过影响供冷系统综合性能系数和 制暖 系 统综 合性 能 系数来 影 响建 筑能耗。在分析建 筑 物本体 因 素对 建筑 碳 排放 的影响