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武汉市城镇住宅建筑碳排放分析及总量核算研究

202丨平第2驗总第49卷第360期> No.2 in 2021 (Total Vol.49,No.360)建筑节能（中英X)

Journal of BEE

■建筑碳中和

Carbon Neutrality in Buildings

doi ： 10.3969/j.issn.2096-9422.2021.02.(XM

武汉市城镇住宅建筑碳排放分析及总量核算研究$

朱方伟1，张春枝、陈敏2，孟飞

(1.中信建筑设计研究总院有限公司，武汉430014;2.武汉科技大学，武汉430065)

摘要：以武汉市城镇住宅能源审计数据为基础，对武汉市城镇住宅碳排放量进行计算，采用SPSS 22对碳排放数据进行了相关分析和线性回归，建立了城镇住宅碳排放的回归模型。并结合武汉市统计年

鉴，提出了两种武汉市城镇住宅现阶段碳排放总量核算方法，通过对比分析，这两种方法可为城市

勇猛的圣灵肩垫城镇住宅碳排放量的测算及校核提供参考依据

关键词：城镇住宅建筑；碳排放计算；回归分析；统计年鉴快速厌氧胶

中图分类号：TU11I.19 文献标志码：A文章编号：2096-9422(2021)02^0025-05

Analysis of Carbon Emissions and Its Total Accounting of Urban Residential

Buildings in Wuhan

ZHU Fang-wei', ZHANG Chun-zhi2, CHEN Min , MENG Fei-ge2

(l.CITIC G en eral In stitu te of A rch itectu ral D esign an d R esearch Co.,Ltd.,W uhan430014, China；2.W uh an

U niversity of Science an d Technology,W uh an430065, China)

Abstract ：Based on the urban residential energy audit data of Wuhan City, carbon emissions of urban residential buildings in Wuhan are calculated, and achieving correlation analysis and linear regression on carbon emission data with SPSS 22. A regression model is established for urban residential carbon emissions. Combined with the Wuhan Statistical Yearbook, two kinds of carbon emission calculation methods for urban residential buildings in Wuhan are proposed. Through comp

arative analysis, these two methods can provide reference for the calculation and verification of urban residential carbon emissions.

Keywords：u rban residential building；carbon em ission calculation；regression analysis；statistical yearbook

〇引言

低碳发展已成为我国社会经济发展的重大战略，城市已成为能源消费和碳排放的主体。目前我国已有多个城市提出了其碳达峰目标据联合国政府间气候变化专门委员会统计，建筑行业引起了全球 36%的碳排放[2:。2016年，我国住宅建筑碳排放已占到了建筑总碳排放的48%u，可见住宅建筑的碳排放研究对我国城市实现碳达峰目标的重要性。

当前，我国学者对住宅建筑碳排放研究通常局限于单栋或数栋建筑，无法得出某地区的住宅建筑碳排放规律性结果；2〇19年发布的GB/T 51366— 2019《建筑碳排放计算标准》中，仅确定了建筑全生命

收稿日期:202(M>«)2；修回日期:202丨收-19

»基金项目：能源基金会资助项目“武汉市建筑行业碳排放达峰路径研究1 (C2018010130)周期各阶段

的碳排放计算公式，未涉及到市域范围的碳排放总量核算。武汉市作为中国首批低碳试点省的省会城市和第二批低碳试点城市，《武汉市碳排放达峰行动计划（2017 - 2022 )》中已提出于2022年达到碳排放峰值6，其碳排放研究在中国城市低碳建设中具有一定的不范和引领效应。

本文以武汉市城镇住宅碳排放为研究对象，构建武汉市城镇住宅碳排放的回归模型，并结合分析结果和武汉市统计年鉴，提出了两种武汉市城镇住宅碳排放总量核算方法，研究成果可为其他城市的城镇住宅碳排放测算提供参考依据。

1建筑碳排放核算范围及计算方法

1.1建筑碳排放核算范围

从建筑层面的角度来看，碳排放的核算范围一般可从广义碳排放核算和狭义碳排放核算两方面来考

朱方f l i，苫：武汉ilf城钺丨1•：宅边筑碳排放分析&总量核兑研究

虑，广义碳排放核算是从建筑全生命周期的角度来看待建筑碳排放过程7:，包括了建筑物化阶段、建筑运营阶段和建筑拆除处置阶段8，而狭义碳排放核算范围是指建筑运营阶段的碳排放核算。

从城市的角度来看，若计算建筑全生命周期的碳排放量，则需要建筑全生命周期三个阶段的详细能耗

数据，然而建筑物化阶段和建筑拆除处置阶段均发生在较短的时间段内，目前并没有相应的监测手段和可靠的数据来源，因此难以实现对整个城市的建筑全生命周期碳排放量的核算。

综合国内学者对建筑全生命周期碳排放核算成果m，发现建筑运营阶段碳排放量占整个生命周期碳排放量的70%〜90%，可见建筑碳排放达峰的关键在于控制建筑运营阶段碳排放量，因此本文选择核算建筑运营阶段碳排放量，即狭义碳排放量。

1.2 建筑碳排放计算方法

目前使用范围较广的碳排放计算方法主要有3种质量平衡法、排放因子法和实测法。其中，排放因子法已有成熟的计算公式和完整的各类能源排放因子数据来源，在我国已广泛应用，且有大量相关实例，因此本文选择排放因子法来核算武汉市城镇住宅建筑碳排放量。

根据CB/T 51366—2019《建筑碳排放计算标准》，建筑运营阶段碳排放源于建筑内部设备运行过程中各种能源的消耗，按式（1 )即可计算出建筑运营阶段碳排放量（单位为kgCO:，省略为kg)。

C»二丨⑴

电风扇扇叶式中：CY X为建筑运营阶段碳排放量,kg;

«为消耗的能源，共《种；

t/，为第/种能源的消耗量，kW*h或m3或t;

6为第/种能源的碳排放系数，k g/kW4或k g/m3或kg/t，本文采用的碳排放系数如表1所示114_。

表1本文所用碳排放系数

Table 1Carbon emission factor used in this paper 能源种类电/(k g/k W.h)天然气/(k g/m3)水/(k g/t)

碳排放系数0. 801 2. 162 20. 211 7

2 武汉市城镇住宅建筑能耗数据来源

由式（1)可知，建筑碳排放的计算基础为建筑能耗数据结合现有政府统计资料以及往年武汉市建筑能源审计数据，本文选择用于核算武汉市城镇住宅碳排放量的具体数据来源为:0)2〇12年武汉市城镇住宅建筑能源审计数据;②2〇13 -2018年武汉市统计年鉴中建筑相关数据。

2012年武汉市城镇住宅建筑能源审计建筑面积44.798万m2，经过剔除数据残缺的样本后，有效样本数768份。城镇住宅建筑能源审计的具体内容包括人口特征、建筑特征和设备特征，如表2所示，本文选取其中的家庭人口数、建筑面积、建筑使用的能源种类和消耗量来计算武汉市城镇住宅建筑运营阶段的碳排放数据。

表2城镇住宅建筑能源审计内容

Table 2 Urban residential building energy audit content 调查项目调查指标

人口特征家庭人口数

建筑特征

建筑面积、建筑类型、建筑年代、建筑楼层、建筑围护

结构、建筑详细地址等

设备特征

夏季空调形式、冬季供暖形式、生活热水来源形式、

主要设备数量、耗能种类及耗能量等

我国大部分学者对于宏观建筑能耗的研究都是基于能源平衡表和统计年鉴[15]。我国能源平衡表是根据能源统计报表制度来制定的，能源平衡表将煤、石油、热力、电力、天然气等终端能源的消费量划分到各个行业中，通过相应的能耗拆分方法可识别民用建筑能耗，但目前仅公布了国家、省份和直辖

市的能源平衡表数据，并未统计武汉市这类非直辖市的数据，因此只能从武汉市统计年鉴中获取部分数据。武汉市统计年鉴仅提供了分产业的电力消耗量，其划分方式与能源平衡表类似，因此可借鉴现有的能耗拆分方法来识别武汉市城镇住宅建筑用电量[|6]。

在武汉市统计年鉴中，全社会用电总量由全行业用电和城乡居民生活用电两大类构成，城乡居民生活用电中的“城镇”分项数据即城镇住宅建筑用电量；年鉴中的全社会住宅竣工面积包括了城镇住宅新建面积和农村住宅新建面积，本文将全社会住宅竣工面积中的“农户私人投资”分项数据识别为农村住宅新建面积，城镇住宅新建建筑面积由全社会住宅竣工面积减去农村住宅新建面积得出，以武汉市2013 -2018年统计年鉴数据为基础，本文采用武汉市统计年鉴的具体数据如表3所示。

3 武汉市城镇住宅碳排放回归模型

3.1 城镇住宅总体指标

本文以2012年武汉市768栋城镇住宅的能源审计数据为基础，结合式（1)核算出城镇住宅建筑碳排放量，总体指标如表4所示。

3.2城镇住宅碳排放回归模型构建

为进一步探究武汉市城镇住宅碳排放的影响因素及相关程度，本文采用统计分析软件SPSS 22对碳

排放数据进行回归分析，确定合理的数据模型。

ZHU Fang -w e i, et a l. Analysis o f Carbon Emissions and Its Total Accounting of Urban Residential Buildings in Wuhan

表3基于统计年鉴的武汉市住宅建筑相关信息识别结果

Table 3 Identification of relevant information of residential buildings in Wuhan based on statistical yearbook

年份

分项数据

201220132014201520162017竣工住宅面积/m210 858 400 6 902 0008 499 6009 215 3008 802 5008 802 500城镇住宅新建面积/m29 495 800 5 422 200 6 652 5007 244 900 6 143 200 5 735 400城镇住宅建筑电耗/(万kW -h)685 331733 135669 116707 174799 238848 336城镇人口/万人555.02555.6559. 26585.71598. 19619.35城镇家庭每户常住人口/人 2. 88 2.71 2.64 2.66 2. 65 2.66

表4武汉市城镇住宅建筑数据总体指标

Table 4 Overall indicators of urban residential building data in Wuhan

户均

碳排放攮/ [k g/(户.a)]

人均

碳排放量/

[k g/( A*a)]

单位面积

碳排放量/

[k g/(m2-a)]

单位

总面积

电能耗/

(k W-h/m2)

电力

碳排放

比例/

5 422. 831756. 5342.4845. 6586.08 3.2.1偏相关分析

首先对城镇住宅的碳排放、住宅面积和家庭人口进行了偏相关分析，分析结果如表5所示。著性水平均为〇.〇〇〇，表明本文建立的城镇住宅碳排放回归方程有效。

表6多元线性回归方差分析

Table 6 Multiple linear regression analysis of variance 模型平方和自由度均方 F 显著性回归1809 752 3642904 648 312 153.367 0.000*

残差 4 465 498 723757 5 898 179

总计 6 274 489 517759

注：*预测变量：常量、城镇居住面积、城镇家庭人口。

表5城镇住宅碳排放偏相关分析

Table 5 Partial correlation analysis of urban housing carbon emissions

控制城镇住宅城镇住宅城镇家庭

变量碳排放面枳人口

无*城镇住宅

碳排放