基于屋面系統優化的碳排放計算分析

肖 帥，黃斯超，錢 帥，譚 武

(深圳市卓寶科技股份有限公司，廣東 深圳 518049)

0 引言

深圳市卓寶科技股份有限公司推出了屋特泰屋面系統(原外喜防水保溫一體化系統)，該系統將防水與保溫有機地復合為一體，簡化屋面構造，從而達到降低能耗、降低碳排放的目的。為了驗證該系統在節能減排方面的效果，在此選用具有代表性的傳統屋面做法進行對比，而國內建筑目前以跨度較小的民用建筑為主，普遍為建筑找坡的正置式屋面，其傳統構造層次如表1所示。

由表1可知，相對于傳統做法(特指表1中的傳統構造做法，下文同)，屋特泰屋面系統的主要區別在于：①將保護層與找坡層合并，采用C20細石混凝土做保護兼找坡層；②將1道防水層與保溫層合并為屋特泰低碳復合防水板，通過防水黏結砂漿與基面黏結；③變更另一道防水層的材料為JS聚合物水泥防水涂料；④取消1道水泥砂漿找平層，將砂漿隔離層改為無紡布隔離層。

表1 傳統屋面做法與屋特泰屋面系統做法構造對比

這些區別涉及建材的種類、施工工藝、構造層次等因素，將不同程度影響整體屋面的碳排放量。因此，為了本次計算的準確性，應先確定科學合理的碳排放計算模型。

1 碳排放量計算模型確定

建筑建造碳排放計算模型應包含屋面除結構層以外的其他構造層次，建造應包含建材生產、運輸、施工3部分。由于建筑建造過程的碳排放計算較復雜，實際建設過程中的變量較多，相關數據較缺乏，所以須先確定計算邊界：①民用住宅因受單元面積所限，找坡長度相對較小，又由于采光要求，進深一般為10m左右。因多數排水會設在陽臺內側，故除去陽臺寬度，找坡長度通常控制在4m左右，因此設定屋面單坡長為4m。②由于預拌混凝土不宜長距離運輸，而XPS保溫板運輸成本較高，這兩類主材一般不會跨市運輸，因此設定建材運輸距離為30km。③在建筑建造過程中，很難將環境、人工、工期等客觀因素進行量化，為確保數據對比的科學性，本次計算不予考慮。④根據DB3502/Z 5053—2019《建筑碳排放核算標準》中4.1.1節第3點的規定，對占全生命周期碳排放比例小、技術上無法量化或量化成本過高的單元過程可不計量，但應說明其對計量結果的影響。而防水、保溫、混凝土等建材的損耗，壓條、密封膠等輔材的使用量，都與基面復雜程度高度相關，且占建材總量比例較小，因此不納入本次計算范圍(會使2種屋面做法中計算出的碳排放量都偏小)。

2 建筑建造碳排放計算

2.1 建材生產階段碳排放計算

表2 傳統屋面與屋特泰屋面各層次材料生產階段的碳排放量 (kgCO2e·m-2)

2.2 建材運輸階段碳排放

表3 傳統屋面與屋特泰屋面各層次材料運輸中的碳排放量 (kgCO2e·m-2)

2.3 建材施工階段碳排放

施工階段以混凝土振搗、屋特泰低碳復合防水板施工的電耗，以及傳統SBS卷材熱熔火烤消耗的液化石油氣為計算范圍。根據各施工規范及常見施工器械的功率與施工效率可大致計算出各環節施工時對能源的消耗，根據計算即可得出每平方米屋面施工時的能耗，如表4所示。

表4 傳統屋面與屋特泰屋面系統施工能耗統計

根據生態環境部國家氣候戰略中心發布的《2019年度減排項目中國區域電網基準線排放因子》取華北電網碳排放因子為0.94kgCO2e/(kW·h)。根據GB/T 2589—2008《綜合能耗計算通則》及《省級溫室氣體清單編制指南》(發改辦氣候〔2011〕1041號)數據計算可得液化石油氣的碳排放因子為3.10kgCO2e/kg。

表5 傳統屋面與屋特泰屋面各層次材料施工階段的碳排放量 (kgCO2e·m-2)

2.4 建筑建造碳排放計算結果匯總

根據《建筑碳排放核算標準》中第5.1.4節建筑物化階段碳排放計算公式CMa=Csc+Cys+Csg，可得各屋面做法的碳排放計算結果如表6所示。

表6 傳統屋面與屋特泰屋面各層次材料建造過程的碳排放量 (kgCO2e·m-2)

3 計算結果分析

由2種屋面做法碳排放計算結果可知，PVC型屋特泰屋面系統做法相對于傳統做法可減少碳排放量67.52kgCO2e/m2，減排約61.57%；BAC型屋特泰屋面系統做法相對于傳統做法減少碳排放量為66.20kgCO2e/m2，減排約60.36%。

根據國家統計局數據顯示，2020年全國房屋施工面積為92.68億m2，對應屋面面積約為9.27億m2(以屋面占建筑總面積的10%計算)。而我國既有建筑總面積約600億m2，屋面面積約為60億m2(以屋面占建筑總面積的10%計算)，假設屋面每25年翻修1次，即每年平均有2.4億m2屋面需翻修。因此，每年新建、翻修屋面的施工面積合計為11.67億m2，若都采用PVC型屋特泰屋面系統，相比于傳統做法可為社會減少的碳排放量如下。

按1萬m2闊葉林每天吸收1t二氧化碳來計算，相當于面積為2 158.79km2闊葉林1年的二氧化碳吸收量，該面積超過深圳市總面積(深圳市土地面積為1 997.47km2)。以52.78元/t的碳排放權交易價格計算(首筆全國碳排放交易價格)，相當于創造了41.59億元的經濟價值。

4 結語

屋特泰屋面系統構造做法可大大降低屋面在建造過程中的碳排放。而且該做法將防水與保溫層復合在一起，可有效提高屋面系統穩定性，減少后期維修成本，同時為項目節省了人力、縮短了工期，間接降低了碳排放量。屋特泰屋面系統目前已應用于各類工業與民用建筑中，如深圳騰訊濱海大廈、石家莊市行政中心、中山小欖百匯時代廣場、廣州保利天悅、大連輝瑞制藥等。