胶合木、层压单板木材等 100%森林认证,铝材薄板全球消耗 31%可回收材料

   日期:2024-06-30     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:421    
核心提示:随着建筑隐含碳量计算器(EC3)工具中数据的增加,数据点将会发生变化。ICE数据库提供了不同强度和PC替代程度的各种混凝土混合物的隐含碳量,表2.3列出了其中一些混合物。

0.64(商用木材)

[34]

[37]

[36]

全世界

0.512

[19]

胶合木,100% 森林认证或 SFC 系统

全世界

0.39

[19]

层压单板木材,100% 森林认证或 SFC 系统

床单

全世界

0.681

[19]

薄膜板用胶合板,100% 森林认证或 SFC 系统

全世界

0.455

[19]

定向刨花板,100% 森林认证或 PfC

床单

欧洲消耗 31% 的可回收材料

6.58

[19]

全球消耗的再生材料占比 31%

十三

[19]

挤压型材

欧洲消耗 31% 的可回收材料

6.83

[19]

全球消耗的再生材料占比 31%

13.2

[19]

玻璃

普通型

普遍的

1.44

[19]

增韧

普遍的

1.67

[19]

石膏板

隔断/天花板

至少 60% 为再生材料

0.39

[19]

膨胀型涂料

钢结构涂装(j)

Amotherm Corporation(钢铁)

2.399

[38]

混凝土涂层(j)

Amotherm Corporation(混凝土)

2.366

[38]

粘合涂层

交接喷雾

Isolatek 产品平均值 (k)

0.725

[39]-[42]

笔记:

(a)ICE 数据库包含大量混凝土混合物,包括 PFA(粉煤灰)和 GGBS(磨碎的高炉矿渣)水泥。详情请参阅第 2.2.2.3 节。

(b) 辅助胶凝材料 (SCM) 通常用于替代波特兰水泥,例如 GGBS(第 2.2.2.3 节)。25% GGBS 是英国混凝土的默认假设。2021 年,英国混凝土中 SCM 的平均比例为 25.8%,由于逐步淘汰燃煤发电,导致 PFA 的使用减少,GGBS 成为英国使用的主要 SCM。

(c) 考虑的混凝土强度范围为 ±10%。数据点截至 2022 年 3 月 1 日有效。随着更多数据添加到 EC3 工具中,数据点将发生变化。

(d)这些数字取自 9754 个外部频率数据集,主要来自美国,并不断更新。截至 2022 年 3 月 24 日,这些数字是正确的。建议默认值的相对标准偏差为 ±24.5%。

(e) ICE 数据库中提供了更广泛的水泥:沙子比率。

(f)英国水泥行业的平均 EPD:按重量计,熟料 86.1%、GGBS 0.04%、粉煤灰 3.4%、石膏 4.8%、石灰石 5.1%、MAC 0.56%。

(g)包括预制能源和 30 英里的组件材料运输。

(h)数据来自2010 年英国采石生命周期分析报告。

(i)列出的木材 A1-A3 碳系数不包括固定碳。ICE 数据库还包括包含固定碳的木材 A1-A3 碳系数。

(j)水分散体中的乙烯基叔碳酸聚合物。

(k)根据 ISO 21930 标准生产的四个 Isolatek International EPD 的平均值。

数据为发布时的最新数据。计算时请检查数据来源以确保准确性。

如果有足够的数据来突出显示该产品的 ECFA13 范围,请列出上限和下限。

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2.2.2.2 已知材料或产品规格

使用特定产品的碳数据可以大大提高碳评估的准确性。随着设计的进步,碳评估的确定性也应该提高。

EPD 提供有关材料或产品对环境影响的详细信息,包括 A1-A3 碳因子。这些信息可用于确定材料/产品来自哪些国家或制造商。您还可以使用 EPD 中的信息来帮助确定应使用哪些产品来满足所需的性能规格。向制造商索取 EPD 或在线搜索。

始终要求制造商为其产品提供 EPD - 创造对良好环境实践的需求是一种积极的行动。

否则,您可以从这些网站获取 EPD:

附录A列出了来自世界各地的碳因子数据库。

EIA 文件通常只包含模块 A1-A3,因此,如果您将 EIA 文件数据与可能包含其他模块(例如 AC)的其他来源相结合,请务必小心,因为您需要填补空白(或至少意识到这种快速计算的局限性)。如果您希望使用 EPD 的 A4 和 A5 数据,请务必检查这些计算中的假设是否与项目的具体情况和/或本指南第 2.3 节中的建议一致。

BSEN15804 现在要求为模块 A1-A3、C1-C4 和 D 声明建筑产品和材料的 EPD。这将增加模块 C 和 D 的数据可用性,并且可以纳入您的生命周期碳计算中,前提是您以相同的方式考虑所有材料和产品。

EPD 通常有效期为 5 年,到期日期会显示在 EPD 上。请确保您使用的数据有效。

有关更多信息,请参阅 ASBP 关于 EPD 的简介以及《如何阅读 EPD:结构工程师基础知识》。

2.2.2.3 混凝土

混凝土的碳含量受其所含波特兰水泥(PC)量的影响最大。

为了降低混凝土的碳含量,PC 可以部分(或全部)被其他胶凝材料替代(注 8)。这些材料通常被称为“水泥替代品”或“辅助胶凝材料”(SCM),其中最常见的是磨碎的高炉矿渣 (GGBS)(注 9)、粉煤灰 (PFA)(注 10)和石灰石。值得注意的是,GGBS 和 PFA 的生产与碳密集型行业有关。它们的产量有限(全球 GGBS 和 PFA 供应量约占全球 PC 产量的 16%),能源供应和钢铁生产中的脱碳努力将导致未来供应量减少。Lehne 和 Preston、Allwood 等人和低碳混凝土小组对未来可能的低碳混凝土技术提供了进一步的见解。

注8:Cemfree和LoCem等产品使用100% GGBS和碱激活胶凝材料(AACM)。

注9:高氧炉(BOF)炼钢过程中产生的废弃物。

注10:燃煤电厂产生的废弃物。

使用较低强度等级的混凝土也会降低总水泥含量要求,从而减少碳含量。但是,这可能会或可能不会降低钢筋混凝土部分的碳含量,这取决于增加钢筋需求和/或混凝土体积以满足性能要求所贡献的碳含量。

Purnell 和 Black 表明,对于给定的抗压强度,混凝土的碳含量可以通过改变所用的 PC 量而变化约 3 倍。图 2.4 显示了类似的趋势,该图绘制了 1,500 多种特定混凝土混合物的 EPD 数据。有关混凝土和混凝土成分的碳含量系数变化的更多见解,请参阅 Anderson 和 Moncaster。请注意,使用比人们想象的少得多的碳,可能就可以达到所需的混凝土强度。

图 2.4:混凝土混合物中碳含量可能变化的示例。报告的混凝土强度等级是这些混合物给定范围内的最高值。

水泥种类影响早期强度的提升,一般来说,PC替代物的比例越高,强度提升越慢。值得注意的是,目前对预制混​​凝土中PC替代物的比例限制通常较低(一般不超过25%),因为混凝土强度的提升会影响预制产品的生产率。

混凝土混合物中规定的 PC 含量取决于特定应用的强度、耐久性、可加工性和固化速率要求。应通过仔细考虑组成材料的混合来优化混凝土混合物的设计,以最低量的隐含碳达到功能要求。混凝土混合物通常由混凝土生产商根据混凝土规格设计。在寻求低碳混凝土时,建议您与混凝土生产商合作。

请参阅 MPA 的可持续混凝土规范以获取指导。请注意,减少材料使用量应始终是您的首要目标,其次是制定适当的规范。

ICE 数据库提供了各种混凝土混合物的隐含碳值,这些混合物的强度和 PC 替代程度各不相同,其中一些列于表 2.3 中。如果您找不到符合混凝土混合物规格的混凝土碳因子,则可以使用免费提供的“混凝土隐含碳足迹计算器”计算特定混合物的隐含碳。或者,如果您想要更准确的估算,请要求您的混凝土供应商为您的特定混合物计算隐含碳。

2.2.2.4 钢铁

钢铁的模块化 A1-A3 碳系数因其回收内容和生产方法而异:碱性氧气炉 (BOF) 或电弧炉 (EAF)。碱性氧气炉 (BOF) 是一种由化石燃料(主要是煤)驱动的工艺,它使用比废金属更高比例的原铁矿石生产钢铁(废料比例高达 30%,在英国通常为 13%)。电弧炉 (EAF) 是一种电网供电工艺,可以生产回收内容非常高的钢铁(高达 100%,在英国通常为 97%)。通过 EAF 生产的高度回收钢的 A1-A3 碳系数通常比通过 BOF 生产的钢低得多,而且随着电网脱碳,未来这一比例可能会进一步降低。

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A1-A3钢的碳系数也因钢材产品(例如空心型材、开口型材、板材)而异,因为它们的加工量与生产过程中消耗的能量有关,有些产品更适合特定的生产技术,例如电弧炉或转炉。例如,板材和闭口型材通常只能由转炉生产。

在设计阶段,与项目相关的地理区域的基于消耗的平均值将最准确地反映可能使用的钢材的 A1-A3 排放量。这将反映项目可能消耗的进口钢材和本地生产的钢材的组合。

如果没有基于消费的数据,建议假设项目相关地理区域的平均生产 ECF,因为大多数钢材可能来自当地生产基地。如果没有区域平均生产 ECF,则可以使用 ICE 数据库中的世界平均 ECF。例如,对于使用轧制开口型材的英国项目,可以使用英国 A1-A3 消费的平均 ECF(1.74 kgCO2e/kg)。但是,对于使用轧制开口型材的香港项目,如果没有更多本地数据,则可以使用世界平均值 1.58 kgCO2e/kg。

表 2.3 中 A1-A3 钢的环境可持续性框架基于 100:0 回收方法,该方法仅考虑了生产过程中回收废料的好处。报废时回收钢材的好处应在模块 D(第 2.2.6 节)中考虑钢结构油漆计算器,而不是在模块 A1-A3 中考虑。ICE 数据库提供了有关回收含量和回收率的不同计算方法的更多信息。

2.2.2.5 木材

生物碳和化石碳的排放和转移

树木在生长过程中通过光合作用从大气中去除二氧化碳,这一过程称为“碳封存”。二氧化碳中的碳暂时储存在木材中,直到其寿命结束时以温室气体(二氧化碳或甲烷)的形式释放出来,例如通过木材的燃烧或分解。这种储存的碳被称为“生物炭”。只要生物炭一直保存在木结构中,将其锁在木结构中对气候是有益的,尽管储存本身并不能抵消化石碳排放的直接影响(例如生产木梁时排放的碳)。

生物炭与化石碳的考虑方式不同。化石碳通常在生产/建造木结构时排放,而生物炭则在生产/建造过程中转移到木结构中。在木结构的生命周期结束时,生物炭要么从木结构中转移出来(例如,当木材被送去再利用时),要么排放到大气中(例如,当它被焚烧以发电时),或者两者兼而有之(例如,当它被送往垃圾填埋场时)。如图 2.5 所示。

有关木材报废排放和转移的更多详细信息,请参阅第 2.2.5.2.3 节。

图 2.5:典型木结构中生物碳封存量(转移/排放)和化石碳排放量(排放)

生物碳的计算:

在没有具体产品数据的情况下,可以假设每公斤木材的生物质碳封存量为 -1.64 kgCO2e(注 11)。该值来自公式 (2.1),改编自 BSEN16449:

在公式(2.1)中:

SCO2 = 每公斤产品从大气中封存的碳量(kgCO2/kg)。

cf = 木质生物质的碳分数(烘干重量)(如果没有具体产品信息则假设为 0.50)。

ω = 水分含量(由于没有具体的产品信息,假设为 12%)。

值得注意的是,根据 BSEN15804:2012+A2:2019(注 12),木制品的 EPD 在报告 A1-A3 碳因子时必须将生物碳与化石碳分开报告。如果使用根据旧版 BSEN15804+A1:2013 准备的 EPD,则在报告 A1-A5 计算时,应从 EPD 中的 A1-A3 碳因子中提取使用公式 (2.1) 计算出的封存生物碳。这将仅给出生产过程中产生的化石碳排放。

ICE 数据库为木制品提供了两组 A1-A3 碳因子;一组包括碳封存,另一组不包括(后者包含在表 2.3 中)。与木制品相关的报废排放(例如焚烧产生的 CO2 排放或垃圾填埋产生的 CO2 和 CH4 排放)在阶段 C 中报告(本指南第 2.2.5.2 节)。

Hart 和 Pomponi 以及 Ramage 等人的研究为希望进一步了解森林碳平衡和木材在建筑中的使用的读者提供了有用的起点。

注11:这里假设皇家特许测量师学会指南7中给出的默认值:木质生物量碳因子=50%,水分含量=12%。

注 12:BSEN15804:2012+A2:2019 遵循 BSEN1648560 的指导。

2.2.3 模块A4碳系数

在建筑项目的生命周期中,模块 A4 可能只占结构碳排放的一小部分。对于重型土木工程项目,模块 A4 排放量可能更大。

模块A4涉及材料或产品从工厂门口到施工现场的运输,以及施工设备(起重机、脚手架等)往返施工现场的运输。

⇒ 请记住,有些旅程由使用不同交通工具的多次旅程组成。您需要将整个旅程纳入计算中。

⇒ 重复使用当地采购并短距离运输的组件、材料或产品将有助于减少模块 A4 和整体项目的排放。

每种材料运输至现场的碳系数,按照运输距离乘以相应运输方式的排放系数计算得出(公式(2.2)):

在:

ECFA4,i = 运输到现场的第 i 种材料的碳含量

TDmode = 考虑的每种交通方式的运输距离

TEFmode = 考虑的每种运输方式的运输排放因子

每种材料的实际运输碳因子只有在项目完成并记录材料运输方式和距离后才能知道。在没有精确信息的情况下,可以使用以下信息来估算 ECFA4,i。

表 2.4 提供了适合英国各种规模的组织以及报告英国运营情况的国际组织使用的运输排放因子 (TEF)。其他运输方式的其他 TEF 值可从《温室气体报告:转换因子 202164》中获得。其他地区的排放因子可在网上找到钢结构油漆计算器,对于在英国境外运营的项目,应进行调查 - 例如,铁路运输排放量因每​​个国家的电力/柴油组合而异。

表 2.4 英国交通运输排放因子示例

笔记:

a对于重型货车(全柴油),平均满载

b 适用于满载的重型货车(全柴油)

c 对于货船/集装箱船,平均

d国际,往返于英国境外(仅限 CO2、CH4 和 N2O 排放的直接影响)

货运列车

TEF(gCO2e/kg/km)的单位来自 kgCO2e/tonne.km 数据点 64。该指标相当粗略,可能最适合早期设计阶段。该数据集还提供 kgCO2/车辆 km 数据,如果您知道特定材料和产品的运输要求,则可以提供更精确的计算。

运输距离应根据项目具体情况估算。

在没有此类数据的情况下,可以使用 RICS 指南 7 中包含的默认距离(并在表 2.5 中给出)以及最终的 ECFA4 值来估算英国项目的运输距离。应谨慎使用表 2.4 和 2.5 中的值,并随着项目的进展使用改进的数据进行更新。应注意确保每种产品和材料的运输距离公平合理。

要求制造商预测供应链的物流,以更好地了解模块 A4 排放。

表2.5 英国模块A4的默认ECF值(TD模式×TEF模式)

翻译:张月梅 韩宇 王天琪

 
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