林产工业，2022，59 51-55+68 （10） ： China Forest Products Industry 碳中和目标下轻型木结构建筑碳排放计算及 降碳策略研究∗ 蒋柯夫1,2 杨 瑛1,3   （1.中南林业科技大学，湖南 长沙 410001；2.湖南省自然保护地风景资源大数据工程技术研究中心， 湖南 长沙 410001；3.中国建筑第五工程局有限公司，湖南 长沙 410001） 摘 要：为提供一种适合轻型木结构建筑碳排放计算方式及降碳路径，采用全生命周期分析方法，将轻型木结构建筑生命 周期分为木材固碳、建筑建材的生产与运输、建筑施工、运行使用、拆除处理五个阶段，通过研究各个阶段的碳排放计算， 得出符合轻型木结构建筑特点的全生命周期碳排放计算方法，并提出合理选择建筑木材、延长木材储碳周期、优化能源 消耗结构、科学管理工程施工等降碳策略，以期为轻型木结构建筑全生命周期碳排放计算提供方法指导，为轻型木结构 建筑选材、建设、运行及拆除处理等阶段相关方案优化提供参考依据。 关键词：碳中和；轻型木结构；全生命周期；碳排放计算；降碳策略 中图分类号：TS6;TU366.2    文献标识码：A    文章编号：1001-5299（2022）10-0051-06 DOI:10.19531/j.issn1001-5299.202210011 Study on Carbon Emission Calculation and Carbon Reduction Strategy of Light Timber Structure Building Under Carbon Neutralization Target JIANG Ke-fu 1,2 YANG Ying 1,3  （1.Central South University of Forestry and Technology,Changsha 410001,Hunan,P.R.China;2.Hunan Big Data Engineering Technology Research Center of Natural Protected Areas Landscape Resources,Changsha 410001,Hunan,P.R.China; 3.China Construction Fifth Engineering Division Co.,Ltd., Changsha 410001,Hunan,P.R.China） Abstract: To provide a suitable light timber structure building on calculation of carbon emissions and carbon reduction paths, the whole life cycle analysis method was used in this paper, the light timber structure life cycle was divided into five stages, including wood carbon production, building materials and transportation, construction, operation use and demolition process. According to the research on various stages of the carbon calculation, a whole life cycle carbon emission calculation method was obtained in line with the characteristics of light timber structure buildings, and carbon reduction strategies were put forward, such as rational selection of building wood, extension of wood carbon storage cycle, optimization of energy consumption structure, scientific management of engineering construction. It is expected to provide method guidance for the calculation of carbon emissions in the whole life cycle of light timber structure buildings, and provided reference for the optimization of relevant schemes in the stages of material selection, construction, operation and demolition treatment of light timber structure buildings. Key words: Carbon neutral; Light timber structure; Whole life cycle; Carbon calculation; Carbon reduction strategy 因温室气体加剧排放导致的全球气候变暖问题 日益受到重视。根据《巴黎协定》温控目标，全球将在 2065—2070年实现碳中和[1]。我国提出将提升国家自主 *基金项目：国家林业局重点学科（林人发〔2016〕21号）；湖南省“双一 流”培育学科（湘教通〔2018〕469号） 作者简介： 蒋柯夫， 男， 讲师， 硕士， 研究方向为木结构建筑 E-mail:191986872@qq.com 通讯作者： 杨 瑛，男， 研究员级高级工程师，博士，研究方向为建筑与景 观规划，E-mail:yang-ying@cscec.com 收稿日期： 2022-04-11 贡献力，承诺2060年实现碳中和 [2]。建筑业在我国经济 中占据重要地位，其碳排放量占全国总碳排量的20%以 上， 且呈逐年递增的趋势[3]。 木材是森林碳汇的延续，碳以材料的形式固定在 林产工业 52 第59卷 森林中。与其他常用建筑材料相比，木材是唯一可以循 料生产与运输阶段、建筑建设施工阶段、建筑运行使用 环使用的可再生绿色材料 。轻型木结构建筑拥有建设 阶段、 建筑拆除与处理五个阶段 （图1）。 [4] 整体能耗低、建设周期短、设计灵活、材料环保节能、抗 震性能优异等突出优点[5]，可根据各地的人文景观特色 展现不同的建筑风格，在许多国家和地区获得了广泛 的应用，也得到了我国国家建设部住宅产业发展中心 等相关部门的大力推广与支持 [6]，发展潜力巨大。在我 国当前碳中和目标要求背景之下，对轻型木结构建筑 全生命周期的碳排放进行计算量化，并在降碳策略方 图1 轻型木结构建筑全生命周期界定 Fig. 1 Definition of the whole life cycle of light timber structure building 2  碳排放计算 面进行研究，能有效提升轻型木结构建筑的节能减排 依照GB/T 51366—2019 [13]的规定， 轻型木结构建筑 优势，有利于控制并减少建筑业碳排放总量。目前，建 全生命周期碳排放计算应根据划分的五个阶段进行分 筑碳排放计算已有一定研究基础 段计算， 并将分段计算结果进行累计。 筑相关的碳排放计算研究很少 [7-11] [12] ，但轻型木结构建 。虽然国家在整体建 筑碳排放计算相关标准方面有了更新 [13] ，但还尚未形 成适合轻型木结构建筑的碳排放计算标准。 本研究基于全生命周期评价理论(Life Cycle Assessment，即LCA)，依照GB/T 51366—2019《建筑碳排 放计算标准》[13]，界定轻型木结构建筑生命周期各个阶 2.1  碳吸收阶段计算 轻型木结构建筑结构体系由木框架剪力墙、木楼 盖和木屋盖构成[16 ]，主要建筑材料为木材。木材的碳 储量决定了该阶段轻型木结构建筑的碳吸收量。 轻型木结构建筑木材碳储量计算公式[17]: CXS=ρMtCr 段，优化建立适合轻型木结构建筑特点的全生命周期 （1） 式中：CXS为轻型木结构建筑木材碳储量，kgCO 2；ρ为木 碳排放计算方法，并在此基础上针对各阶段提出降碳 材基本密度，kg/m3；Mt为轻型木结构建筑木材总量，m3； 策略。 Cr为木材含碳率，%。 由式（1）可以看出，木材碳储量与木材基本密度 1  全生命周期界定 和含碳率呈正相关。木材基本密度是将材积转化为生 全生命周期评价起源于1969年美国中西部资源研 物量的重要因子，与木材的树种有关[18 ]。在相关木材 究所（MRI），是评价一种产品或工艺，从产品原材料采 含碳量研究中，常用0 .5 作为木材含碳率的通用值，但 集到产品生产、运输、销售、使用再到最终处置与整个 不同树种以及同树种不同器官的碳含率存在差异。褚 生命周期各阶段相关的环境负荷的过程 。作为一种 芷萱等[19 ]统计分析了365 种树木，发现不同树种固碳 环境影响评估方法，全生命周期评价早已在其他领域 能力差异明显。宋良友等[20 ]研究发现，幼龄林各器官 的产品及服务评估中得到了广泛应用，近年来也被逐 含碳量大小依次为干>根>叶>枝>皮，中林龄和成熟林 渐用于建筑领域[15]。全生命周期评价包括四个部分，即 各器官含碳量大小依次为干>根>皮>叶>枝，近熟林各 确定研究目标与研究范围、清单分析、影响评价和改善 器官含碳量大小依次为干>根>枝>皮>叶。 [14] 评价。确定研究目标与研究范围是全生命周期评价研 木材是树木采伐后经过初步加工的树干或者大 究中的第一步，也是最重要的部分，因此轻型木结构建 枝，是植物碳吸收的主要器官，也是轻型木结构建筑主 筑全生命周期的范围界定尤为重要。 要用材。为使碳吸收阶段计算更为准确，应根据不同 从建筑的碳排放计算考虑，建筑全生命周期是指 从建筑材料生产与运输、建设与施工、运行与使用最后 树种树干器官的基本密度及含碳率来取值。 秦飞等[21 ]收集了100 多个乔、灌木的含碳率数据。 到建筑拆除与处理的全过程，且在计算的建筑物范围 曾伟生[22 ]利用各树种木材的基本密度数据，建立