基于屋面系统优化的碳排放计算分析

肖 帅，黄斯超，钱 帅，谭 武

(深圳市卓宝科技股份有限公司，广东 深圳 518049)

0 引言

深圳市卓宝科技股份有限公司推出了屋特泰屋面系统(原外喜防水保温一体化系统)，该系统将防水与保温有机地复合为一体，简化屋面构造，从而达到降低能耗、降低碳排放的目的。为了验证该系统在节能减排方面的效果，在此选用具有代表性的传统屋面做法进行对比，而国内建筑目前以跨度较小的民用建筑为主，普遍为建筑找坡的正置式屋面，其传统构造层次如表1所示。

由表1可知，相对于传统做法(特指表1中的传统构造做法，下文同)，屋特泰屋面系统的主要区别在于：①将保护层与找坡层合并，采用C20细石混凝土做保护兼找坡层；②将1道防水层与保温层合并为屋特泰低碳复合防水板，通过防水黏结砂浆与基面黏结；③变更另一道防水层的材料为JS聚合物水泥防水涂料；④取消1道水泥砂浆找平层，将砂浆隔离层改为无纺布隔离层。

表1 传统屋面做法与屋特泰屋面系统做法构造对比

这些区别涉及建材的种类、施工工艺、构造层次等因素，将不同程度影响整体屋面的碳排放量。因此，为了本次计算的准确性，应先确定科学合理的碳排放计算模型。

1 碳排放量计算模型确定

建筑建造碳排放计算模型应包含屋面除结构层以外的其他构造层次，建造应包含建材生产、运输、施工3部分。由于建筑建造过程的碳排放计算较复杂，实际建设过程中的变量较多，相关数据较缺乏，所以须先确定计算边界：①民用住宅因受单元面积所限，找坡长度相对较小，又由于采光要求，进深一般为10m左右。因多数排水会设在阳台内侧，故除去阳台宽度，找坡长度通常控制在4m左右，因此设定屋面单坡长为4m。②由于预拌混凝土不宜长距离运输，而XPS保温板运输成本较高，这两类主材一般不会跨市运输，因此设定建材运输距离为30km。③在建筑建造过程中，很难将环境、人工、工期等客观因素进行量化，为确保数据对比的科学性，本次计算不予考虑。④根据DB3502/Z 5053—2019《建筑碳排放核算标准》中4.1.1节第3点的规定，对占全生命周期碳排放比例小、技术上无法量化或量化成本过高的单元过程可不计量，但应说明其对计量结果的影响。而防水、保温、混凝土等建材的损耗，压条、密封胶等辅材的使用量，都与基面复杂程度高度相关，且占建材总量比例较小，因此不纳入本次计算范围(会使2种屋面做法中计算出的碳排放量都偏小)。

2 建筑建造碳排放计算

2.1 建材生产阶段碳排放计算

表2 传统屋面与屋特泰屋面各层次材料生产阶段的碳排放量 (kgCO2e·m-2)

2.2 建材运输阶段碳排放

表3 传统屋面与屋特泰屋面各层次材料运输中的碳排放量 (kgCO2e·m-2)

2.3 建材施工阶段碳排放

施工阶段以混凝土振捣、屋特泰低碳复合防水板施工的电耗，以及传统SBS卷材热熔火烤消耗的液化石油气为计算范围。根据各施工规范及常见施工器械的功率与施工效率可大致计算出各环节施工时对能源的消耗，根据计算即可得出每平方米屋面施工时的能耗，如表4所示。

表4 传统屋面与屋特泰屋面系统施工能耗统计

根据生态环境部国家气候战略中心发布的《2019年度减排项目中国区域电网基准线排放因子》取华北电网碳排放因子为0.94kgCO2e/(kW·h)。根据GB/T 2589—2008《综合能耗计算通则》及《省级温室气体清单编制指南》(发改办气候〔2011〕1041号)数据计算可得液化石油气的碳排放因子为3.10kgCO2e/kg。

表5 传统屋面与屋特泰屋面各层次材料施工阶段的碳排放量 (kgCO2e·m-2)

2.4 建筑建造碳排放计算结果汇总

根据《建筑碳排放核算标准》中第5.1.4节建筑物化阶段碳排放计算公式CMa=Csc+Cys+Csg，可得各屋面做法的碳排放计算结果如表6所示。

表6 传统屋面与屋特泰屋面各层次材料建造过程的碳排放量 (kgCO2e·m-2)

3 计算结果分析

由2种屋面做法碳排放计算结果可知，PVC型屋特泰屋面系统做法相对于传统做法可减少碳排放量67.52kgCO2e/m2，减排约61.57%；BAC型屋特泰屋面系统做法相对于传统做法减少碳排放量为66.20kgCO2e/m2，减排约60.36%。

根据国家统计局数据显示，2020年全国房屋施工面积为92.68亿m2，对应屋面面积约为9.27亿m2(以屋面占建筑总面积的10%计算)。而我国既有建筑总面积约600亿m2，屋面面积约为60亿m2(以屋面占建筑总面积的10%计算)，假设屋面每25年翻修1次，即每年平均有2.4亿m2屋面需翻修。因此，每年新建、翻修屋面的施工面积合计为11.67亿m2，若都采用PVC型屋特泰屋面系统，相比于传统做法可为社会减少的碳排放量如下。

按1万m2阔叶林每天吸收1t二氧化碳来计算，相当于面积为2 158.79km2阔叶林1年的二氧化碳吸收量，该面积超过深圳市总面积(深圳市土地面积为1 997.47km2)。以52.78元/t的碳排放权交易价格计算(首笔全国碳排放交易价格)，相当于创造了41.59亿元的经济价值。

4 结语

屋特泰屋面系统构造做法可大大降低屋面在建造过程中的碳排放。而且该做法将防水与保温层复合在一起，可有效提高屋面系统稳定性，减少后期维修成本，同时为项目节省了人力、缩短了工期，间接降低了碳排放量。屋特泰屋面系统目前已应用于各类工业与民用建筑中，如深圳腾讯滨海大厦、石家庄市行政中心、中山小榄百汇时代广场、广州保利天悦、大连辉瑞制药等。