建筑给排水系统碳排放量化研究

王侃宏 赵亮 罗景辉 江晓峰 侯佳松 袁晓华

摘 要：建筑行业因高耗能、高排放、减碳潜力大、投资收益高等特点，已成为当前低碳研究的重点领域。文章通过借鉴较为成熟的CDM方法学、自愿减排方法学，结合国内相关行业标准以及项目的实际情况给出建筑给排水系统碳排放量化方法方法。并通过项目实例验证了本方法的适用性。

关键词：碳排放；量化；建筑给排水系统；MRV

1 概述

温室气体排放对全球气候的影响是相气候变化问题是全球性的挑战，需要大规模的共同行动，世界上任何地方的温室气体排放对全球气候的影响是相同的。在我国将节能减排列为约束性指标以来，国家主要通过行政及经济手段推动节能减排工作。据我国水利部《2013年中国水资源公报》统计，我国年用水量大约为7548亿立方米，其中生活用水占21.7%。同时，建筑给排水系统节能减排是一个前景十分广阔、经济和社会效益十分显著的领域，是可持续展战略中必不可少的内容，文章也只是管中窥豹，以期在这个领域中的更大发展。

2 建筑给排水系统碳排放量化势在必行

目前，我国建筑能耗约占社会总能耗的1/3，建筑领域的节能减排是我国节能减排及应对气候变化工作中不可或缺的重要组成部分。根据联合国政府间气候变化委员会（IPCC）第四次评估报告可知，建筑行业是能源消耗、温室气体排放的重要源头；也是温室气体减排效果好、成本最低投资收益最高的行业。目前，我国正在积极的建立碳市场，试图通过碳市场这种低成本、高效率的市场机制促进我国各行业的节能减排。2011年国家发改委已经批准建立碳交易区域试点，要逐步建立碳排放交易市场，其中北京、天津、上海等成为我国首批碳排放权交易试点区域。但是，我国目前还没有统一的建筑给排水系统碳排放量化标准。

3 建筑给排水系统碳排放量化

3.1 确定项目边界

项目边界指的是一个物理和地理的边界，它包括项目参与方可控的、数量巨大的、而且合理归因于项目活动的所有温室气体排放。划定项目边界的目的是准确全面的确定项目涉及的排放源，避免遗漏相关排放源，保证项目减排量计算的准确性。

3.2 确定项目排放量

项目的碳排放量是在建筑正常运行一个计入期（通常为一年）内的排放量，现阶段的计算的项目排放量只是估算值，监测阶段将对估算过程中不确定参数进行实际监测，在核查阶段用监测的实际数据代替预估值计算出项目的实际的排放量。

3.3 项目碳排放量化方法

建筑给排水系统的碳排放量计算如下：

PEn=PEp+RE （1）

式中：PEn-项目活动中，给排水系统排放量（tCO2e/a）；PEp-项目活动中，给水泵的排放量（tCO2e/a），按照式2计算；RE-项目活动中，生产热水所产生的排放量（tCO2e/a），按照式3计算。

项目活动中，给水泵的排放量计算如下：

（2）

式中：pi-项目活动中，i型号给水循环泵的功率（kw）；Ti-项目活动中，i型号给水循环泵的运行时间（h）；Ψ-项目活动中，变频终端的节电率，若采用变频终端则取值为0.2-0.25，若无变频终端则取值为0；EFe-电网排放系数（tCO2/Mwh），按中国区域电网排放因子取值。

全日制有集中供热水供应系统的耗热量按下式进行计算：

（3）

式中：RE-项目活动中，生产热水所产生的排放量（tCO2e/a）；RE1-项目活动中，生产热水所产生的排放量上限值（tCO2e/a），按式4计算；RE2-项目活动中，生产热水所产生的排放量理论值（tCO2e/a），按式5计算。

（4）

式中：p-项目活动中，生产热水设备i的功率（tCO2e/a）；Ti，j-项目活动中，生产热水设备i的运行时间（h/a）；i-项目活动中，生产热水设备的型号；j-项目活动中，i型号生产热水设备的数量；EFe-电网排放系数（tCO2/Mwh），按中国区域电网排放因子取值。

（5）

式中：q-项目活动中，该建筑热水用量（m3）取值参照GB50015-2010《建筑给排水设计规范》；ρr-项目活动中，热水密度（1000kg/m3）；Cp-项目活动中，水的比热（4.187kJ/（kg*℃））；tr-项目活动中，热水温度，tr=60℃；to-项目活动中，冷水温度，取值参照GB50015-2010《建筑给排水设计规范》；CF-项目活动中，GWh到TJ的转换因子，为常数3.6；EFe-电网排放系数（tCO2/Mwh），按中国区域电网排放因子取值。

4 项目实例

4.1 项目概况

本项目为北京市某14层的综合办公楼，给排水给排水系统采用分区供水1-4层为I区，由市政给水管网直接供水；5-14层为II区，由给水泵供水，在屋顶设有水箱供水。排水系统在底层的单独排放，排水立管设伸顶通气管，最后在排入市政管网。

该建筑的给水系统中耗能设备有两台（一用一备）11kw的II区给水泵，2台0.75kw的循环泵对整栋楼供热水，一台12kw电热水锅炉为整个建筑提供热水。

4.2 项目碳排放量计算

根据文章提出的建筑给排水系统碳排放量化方法，该项目的碳排放计算方如下所示：

項目活动中，水泵排放量计算如下：

（6）

式中：pi-热水给水泵的功率2*0.75kw，生活用水给水泵的功率11kw；Ti-给水循环泵的运行时间2860h/a；Ψ-变频终端的节电率0.25；EFe-电网排放系数0.81145 tCO2/Mwh；PEp，z-循环给水泵排放量估算值21.75tCO2e/a。

热水制备的碳排放量计算：

（7）

式中：p-生产热水设备i的功率12kw；Ti，j-生产热水设备i的运行时间2860h/a；j-i型号生产热水设备1台；EFe-电网排放系数0.81145 tCO2/Mwh；RE1-生产热水所产生的排放量上限值27.86 tCO2e/a。

（8）

式中：q-该建筑热水用量565.06m3；ρr-热水密度1000kg/m3；Cp-水的比热4.187kJ/（kg*℃）；tr-热水温度，tr=60℃；t0-北京市冷水计算温度15℃；CF-GWh到TJ的转换因子，为常数3.6；EFe-电网排放系数0.81145tCO2/Mwh；ηrs-热水设备的效率90%；RE2-生产热水所产生的排放量理论值26.67 tCO2e/a。

所以，项目活动中，建筑给排水系统排放量PEn为48.42 CO2e/a。

5 结束语

（1）建筑给排水系统碳排放量是可以量化的；（2）项目边界、项目基准线的选择是项目进行碳减排量化的重点；（3）给出了建筑给排水系统碳排放量化方法；（4）本量化方法可以为建筑给排水系统碳排放量化提供参考。