摘要
我国在《巴黎协定》中承诺将于2030年实现碳排放达峰，建筑是节能减排的关键部门，被认为具有显著的减排潜力，而城市工业区更新作为城市建设的重要着力点，研究其更新策略对碳排放的影响具有重要意义。 本研究采用建筑运行能耗统计（自下而上）与经济社会技术指标情景设定（自上而下）相结合的研究方法预测工业区更新的建筑运行碳排放达峰时间及峰值数据。首先提出了城市工业区更新建筑碳排放强度基线的概念，以济钢工业区更新全流程为案例研究对象，基于碳排放强度基线建立了不同整建率控制下的更新过程碳排放核算方法。之后通过对碳排放预测Kaya模型的扩展研究，利用对数平均迪氏因素分解分析法（LMDI）确立了针对工业区更新过程阶段建筑碳排放的影响因素及其权重和对碳排放量的贡献率。运用多元线性岭回归拟合等数理统计方法建立了碳排放总量与其影响因素的定量关系数学模型，用以预测更新结束后建筑运行阶段的区域碳排放量。最后以实现建筑运行能耗碳排放总量达峰时间为判定标准，设置了更新后运行阶段的三种情景，并对影响因素参数赋值，预测了在不同整建率控制下区域内建筑碳排放的峰值和达峰年份，得出了如下研究结论: 利用建筑运行能耗历史数据挖掘分析方法得出更新区域新建、改建建筑运行能耗碳排放强度基线分别为:办公建筑71.84kgCO2/m2;酒店建筑79.14kgCO2/m2;商场建筑75.68kgCO2/m2;教育建筑67.17kgCO2/m2;居住建筑42.56kgCO2/m2。 低整建率控制下的工业区更新过程建筑运行能耗总量最高，年均增长率最高;高整建率控制下的工业区更新过程建筑运行能耗总量最低，年均增长率也最低;中整建率控制下的工业区更新过程建筑运行能耗总量居中，年均增长率也居中。 影响工业区更新案例建筑运行能耗碳排放时序总量的具体因素为:时序综合碳排放因子、建筑运行时序平均用能密度、时序人均建筑面积、时序经济活跃指数和时序公共建筑使用人口5项。其中时序综合碳排放因子与建筑运行时序碳排放总量呈对数下降关系;时序建筑运行平均能耗密度与建筑运行时序碳排放总量呈指数上升关系;时序人均建筑面积与建筑运行时序碳排放总量呈指数下降关系;时序经济活跃指数与建筑运行时序碳排放总量呈幂函数下降关系;时序公共建筑使用人口与建筑运行时序碳排放总量呈线性同步上升关系。 建立了由时序综合碳排放因子、建筑运行时序平均用能密度、时序人均建筑面积、时序经济活跃指数和时序公共建筑使用人口5个影响济钢工业区更新过程建筑运行碳排放因素与碳排放总量之间的定量关系数学模型。时序公共建筑使用人口、建筑运行时序平均用能密度和时序经济活跃指数三个影响因素对建筑碳排放量的影响效果显著，贡献率依次为82.68％～86.17％、79.53％～83.74％、-47.81％～-40.16％;时序人均建筑面积和时序综合碳排放因子对建筑碳排放量的贡献值分别为-2.90～-4.68万tCO2和-2.45～-3.11万tCO2,对建筑碳排放量具有轻微抑制作用。 更新策略对“整建率”控制和情景设置方案进行了复合要求，同时满足条件时更新策略成立:选择更新过程采用高整建率设计方案指导，则依照经济激励情景、绿色发展情景和环保生态情景控制运行状态均能在2030年之前达到碳排放达峰;选择更新过程采用中整建率设计方案指导，则依照绿色发展情景和环保生态情景控制运行状态能在2030年之前达到碳排放达峰，依照经济激励情景控制运行状态不能实现2030年碳排放达峰;选择更新过程采用低整建率设计方案指导，则只有依照环保生态情景控制运行状态才能在2030年之前达到碳排放达峰,依照经济激励情景和绿色发展情景控制运行状态均不能实现2030年碳排放达峰。 本研究扩展了Kaya恒等模型用于城市工业区更新建筑运行碳排放预测的影响因素类目，构建了更新过程中居住建筑与公共建筑时序开发、并存运行的研究方法。为城市工业区更新开发项目全流程碳排放达峰时间和峰值预测提供了数据和理论支撑，有助于促进城市工业区更新开发项目实现国家承诺的2030年碳排放达峰目标，同时为城市工业区更新全过程建筑能效的进一步提升提供了合理建议。
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