建筑給排水系統碳排放量化研究

王侃宏 趙亮 羅景輝 江曉峰 侯佳松 袁曉華

摘 要：建筑行業因高耗能、高排放、減碳潛力大、投資收益高等特點，已成為當前低碳研究的重點領域。文章通過借鑒較為成熟的CDM方法學、自愿減排方法學，結合國內相關行業標準以及項目的實際情況給出建筑給排水系統碳排放量化方法方法。并通過項目實例驗證了本方法的適用性。

關鍵詞：碳排放；量化；建筑給排水系統；MRV

1 概述

溫室氣體排放對全球氣候的影響是相氣候變化問題是全球性的挑戰，需要大規模的共同行動，世界上任何地方的溫室氣體排放對全球氣候的影響是相同的。在我國將節能減排列為約束性指標以來，國家主要通過行政及經濟手段推動節能減排工作。據我國水利部《2013年中國水資源公報》統計，我國年用水量大約為7548億立方米，其中生活用水占21.7%。同時，建筑給排水系統節能減排是一個前景十分廣闊、經濟和社會效益十分顯著的領域，是可持續展戰略中必不可少的內容，文章也只是管中窺豹，以期在這個領域中的更大發展。

2 建筑給排水系統碳排放量化勢在必行

目前，我國建筑能耗約占社會總能耗的1/3，建筑領域的節能減排是我國節能減排及應對氣候變化工作中不可或缺的重要組成部分。根據聯合國政府間氣候變化委員會（IPCC）第四次評估報告可知，建筑行業是能源消耗、溫室氣體排放的重要源頭；也是溫室氣體減排效果好、成本最低投資收益最高的行業。目前，我國正在積極的建立碳市場，試圖通過碳市場這種低成本、高效率的市場機制促進我國各行業的節能減排。2011年國家發改委已經批準建立碳交易區域試點，要逐步建立碳排放交易市場，其中北京、天津、上海等成為我國首批碳排放權交易試點區域。但是，我國目前還沒有統一的建筑給排水系統碳排放量化標準。

3 建筑給排水系統碳排放量化

3.1 確定項目邊界

項目邊界指的是一個物理和地理的邊界，它包括項目參與方可控的、數量巨大的、而且合理歸因于項目活動的所有溫室氣體排放。劃定項目邊界的目的是準確全面的確定項目涉及的排放源，避免遺漏相關排放源，保證項目減排量計算的準確性。

3.2 確定項目排放量

項目的碳排放量是在建筑正常運行一個計入期（通常為一年）內的排放量，現階段的計算的項目排放量只是估算值，監測階段將對估算過程中不確定參數進行實際監測，在核查階段用監測的實際數據代替預估值計算出項目的實際的排放量。

3.3 項目碳排放量化方法

建筑給排水系統的碳排放量計算如下：

PEn=PEp+RE （1）

式中：PEn-項目活動中，給排水系統排放量（tCO2e/a）；PEp-項目活動中，給水泵的排放量（tCO2e/a），按照式2計算；RE-項目活動中，生產熱水所產生的排放量（tCO2e/a），按照式3計算。

項目活動中，給水泵的排放量計算如下：

（2）

式中：pi-項目活動中，i型號給水循環泵的功率（kw）；Ti-項目活動中，i型號給水循環泵的運行時間（h）；Ψ-項目活動中，變頻終端的節電率，若采用變頻終端則取值為0.2-0.25，若無變頻終端則取值為0；EFe-電網排放系數（tCO2/Mwh），按中國區域電網排放因子取值。

全日制有集中供熱水供應系統的耗熱量按下式進行計算：

（3）

式中：RE-項目活動中，生產熱水所產生的排放量（tCO2e/a）；RE1-項目活動中，生產熱水所產生的排放量上限值（tCO2e/a），按式4計算；RE2-項目活動中，生產熱水所產生的排放量理論值（tCO2e/a），按式5計算。

（4）

式中：p-項目活動中，生產熱水設備i的功率（tCO2e/a）；Ti，j-項目活動中，生產熱水設備i的運行時間（h/a）；i-項目活動中，生產熱水設備的型號；j-項目活動中，i型號生產熱水設備的數量；EFe-電網排放系數（tCO2/Mwh），按中國區域電網排放因子取值。

（5）

式中：q-項目活動中，該建筑熱水用量（m3）取值參照GB50015-2010《建筑給排水設計規范》；ρr-項目活動中，熱水密度（1000kg/m3）；Cp-項目活動中，水的比熱（4.187kJ/（kg*℃））；tr-項目活動中，熱水溫度，tr=60℃；to-項目活動中，冷水溫度，取值參照GB50015-2010《建筑給排水設計規范》；CF-項目活動中，GWh到TJ的轉換因子，為常數3.6；EFe-電網排放系數（tCO2/Mwh），按中國區域電網排放因子取值。

4 項目實例

4.1 項目概況

本項目為北京市某14層的綜合辦公樓，給排水給排水系統采用分區供水1-4層為I區，由市政給水管網直接供水；5-14層為II區，由給水泵供水，在屋頂設有水箱供水。排水系統在底層的單獨排放，排水立管設伸頂通氣管，最后在排入市政管網。

該建筑的給水系統中耗能設備有兩臺（一用一備）11kw的II區給水泵，2臺0.75kw的循環泵對整棟樓供熱水，一臺12kw電熱水鍋爐為整個建筑提供熱水。

4.2 項目碳排放量計算

根據文章提出的建筑給排水系統碳排放量化方法，該項目的碳排放計算方如下所示：

項目活動中，水泵排放量計算如下：

（6）

式中：pi-熱水給水泵的功率2*0.75kw，生活用水給水泵的功率11kw；Ti-給水循環泵的運行時間2860h/a；Ψ-變頻終端的節電率0.25；EFe-電網排放系數0.81145 tCO2/Mwh；PEp，z-循環給水泵排放量估算值21.75tCO2e/a。

熱水制備的碳排放量計算：

（7）

式中：p-生產熱水設備i的功率12kw；Ti，j-生產熱水設備i的運行時間2860h/a；j-i型號生產熱水設備1臺；EFe-電網排放系數0.81145 tCO2/Mwh；RE1-生產熱水所產生的排放量上限值27.86 tCO2e/a。

（8）

式中：q-該建筑熱水用量565.06m3；ρr-熱水密度1000kg/m3；Cp-水的比熱4.187kJ/（kg*℃）；tr-熱水溫度，tr=60℃；t0-北京市冷水計算溫度15℃；CF-GWh到TJ的轉換因子，為常數3.6；EFe-電網排放系數0.81145tCO2/Mwh；ηrs-熱水設備的效率90%；RE2-生產熱水所產生的排放量理論值26.67 tCO2e/a。

所以，項目活動中，建筑給排水系統排放量PEn為48.42 CO2e/a。

5 結束語

（1）建筑給排水系統碳排放量是可以量化的；（2）項目邊界、項目基準線的選擇是項目進行碳減排量化的重點；（3）給出了建筑給排水系統碳排放量化方法；（4）本量化方法可以為建筑給排水系統碳排放量化提供參考。