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基于低碳视角下园林景观运营维护阶段非一次性碳源与碳汇比较研究
——以天津市金色雅筑居住区为例

2020-08-28冀媛媛李双跃刘海荣天津农学院天津300072

安徽建筑 2020年8期
关键词:碳源生命周期金色

冀媛媛,李双跃,刘海荣 (天津农学院,天津 300072)

1 园林景观全生命周期中的碳源和碳汇

1.1 园林景观全生命周期中的碳源

根据联合国气候变化框架公约(UNFCCC)指出,碳源(Carbon Source)是指向大气中排放温室气体或者有排放温室气体前兆的过程或者活动[1]。在景观全生命周期的范围内,景观中碳源主要来源于景观材料生产、建造、运营维护和拆除4个阶段[2-3]。在景观产生的碳源中,按照碳源在景观生命周期内产生的次数,可分为一次性碳源和非一次性碳源。其中,景观材料生产、建造、拆除阶段产生的碳源为一次性碳源。而景观运营维护阶段产生的碳源为非一次性碳源,非一次性碳源是景观在使用年限内每年都会产生的碳源,非一次性碳源量与时间呈线性增长关系。

1.2 园林景观全生命周期中的碳汇

碳汇(Carbon Sink)是指移除大气中温室气体的任一过程、活动或机制[1]。在景观全生命周期的范畴内,园林景观中的碳汇主要来源于景观绿色植物固碳,利用废弃材料和再生能源利用等活动产生的碳汇。在园林景观中碳汇来源中,绿色植物固碳是碳汇的主要来源,其为非一次性碳汇,在植物的生长周期内,碳汇量与时间呈线性增长关系。

1.3 园林景观运营维护阶段碳源和碳汇比较意义

在景观的全生命周期的时间轴线中,景观的运营维护阶段占有主导地位,运营维护阶段产生碳源是一个长久的碳源,随着时间呈线性增长关系。景观中的绿色植物固碳是碳汇的主要来源,其与时间亦呈线性增长关系。因此,在此研究中,我们将占据景观全生命周期时间轴线主导地位的景观运营和维护阶段碳排放与植物的碳汇进行量化的比较研究,从而能够一目了然地了解植物在消除景观运营维护阶段的碳排放后直接的固碳效应。

2 居住区园林景观运营维护阶段碳源和碳汇案例研究

2.1 天津市金色雅筑居住区基本概况

项目所选择的居住区为金色雅筑居住区,居住区景观效果好,居民满意程度高。金色雅筑居住区整体景观面积为45071m2,其中硬质景观面积为27369m2,软质景观面积为16702 m2。

2.2 金色雅筑居住区园林景观运营维护阶段碳源

景观日常运营维护阶段的,根据前文所述,一部分来自景观中各种设施使用过程中的电力和化石能源,如景观中的路灯、动态水景等消耗的能源;另一部分来自景观中绿地的养护与管理,如植物的修剪、灌溉,施肥等方面的内容。在景观维护阶段的碳源计算方法及公式数据,来自于居住区景观全生命周期碳源碳汇量化评估系统v1.0(天津农学院低碳景观组编写制作的计算软件,用于对景观中碳排放的量化研究)。

2.2.1 金色雅筑居住区设施使用产生碳源

在金色雅筑居住区中,路灯的开放时间为夏天20:00~7:00,冬天为17:00~7:00,按照华北电网给出的1kW·h电力的CO2排放系数为0.7802kg,即为780.2g/(kW·h)[4],居住区中的各种灯具的能耗计算结果如表1。

小区中的动态水景在国家节假日每天开放4h,按照全年各种节假日开放50天计算,总计开放200h,安装的喷泉的功率为3.5kw·h,因此,喷泉的每年的总耗电量为700度电,动态水景的CO2排放量为546kg。

因此,通过前两者的计算,金色雅筑居住区设施使用产生碳源为灯具能耗碳排放和动态水景碳排放两者之和29108kg。

金色雅筑居住区灯具CO2排放表 表1

金色雅筑居住区景观养护CO2排放表 表2

2.2.2 金色雅筑居住区园林景观养护产生碳源

在居住区景观养护的碳排放方面,采访了金色雅筑小区相关负责人,根据其工作的相关内容,金色雅筑植物养护中消耗的能源如表2。

通过对金色雅筑小区高层植物养护的能源消耗CO2排放计算,其总额为4792kg,在总消耗量中,我们可以看到灌溉用水所产生的CO2排放量最多,占到了养护中总体消耗的62%,植物修剪占到了总体消耗CO2排放的23%,而各种施肥、垃圾外运和杀虫剂的使用分别占到能源消耗 CO2排放的 6%,5%和4%。

金色雅筑居住区主要苗木碳汇量 表3

2.2.3 金色雅筑居住区园林景观运营维护阶段碳汇

金色雅筑居住区苗木的碳汇量,参照陈自新等人测定的植物叶面积计算方程和单位叶面积吸收的CO2来计算植物总体碳汇量[7],在金色雅筑居住区中,植物材料碳汇量为132462kg。

2.3 金色雅筑居住区园林景观维护阶段的碳源与碳汇收支比较

在金色雅筑居住区景观维护阶段,居住区景观维护的碳排放为33901kg,居住区景观碳汇为132462kg。如仅从居住区的景观维护阶段的碳源和碳汇两者数据比较而言,植物所产生的碳汇为养护中产生碳源的4倍,居住区景观呈现出正向的碳汇效应。但是,景观的全生命周期包含有四个阶段,景观中碳源来源于景观材料生产、建造、运营维护和拆除。除了景观维护阶段,景观材料的生产会产生大量的碳排放,1t的沥青混凝土产生的碳排放为439kg[9],在金色雅筑居住区工程量的调研中,仅仅使用的沥青混凝土数量即将近1000t,产生的CO2排放量为439000,为居住区植物碳汇的3倍。

因此,在居住区景观维护阶段的碳源和碳汇的研究中,为了平衡景观全生命周期其他阶段所产生的碳源,必须考虑到如何增加碳汇,同时尽可能地减少碳源。

3 居住区园林景观运营维护阶段减源和增汇的可行性分析

3.1 居住区园林景观运营维护阶段减少碳源可行性分析

居住区景观维护产生的碳排放是景观碳源的一个主要来源,其非一次性碳源,与时间呈线性关系,因此,在居住区景观运营维护阶段,其主要从设施的使用和绿地的养护两个方面进行考虑。

3.2 居住区园林景观运营维护阶段增加碳汇可行性分析

在金色雅筑小区的种植中,主要为地面种植,根据测算中采用的植物固碳的计算方程,我们可以看到植物固碳与植物的胸径、冠幅及种类等有直接的关系。虽然植物的固碳量与植物的胸径与冠幅成正比,但是同样,大的胸径和冠幅的植物同样带来养植、运输成本的增高,所以在相同条件下,选择固碳能力强的植物,才是最有效的方法。另外,增加多年生地被或者草本植物的使用,代替原有的草坪,也是增加固碳量的方法,例如,我国学者针对草本植物鸢尾研究发现其每平方米土地的固碳量为26.05g/m2·d[11]。

运营维护阶段减少碳源量 表4

运营维护阶段增加碳汇量 表5

现阶段与改造情景下景观维护碳排放与植物固碳对比 表6

3.3 居住区园林景观运营维护阶段减源和增汇的比较

通过不同情景条件下,减少居住区景观维护阶段的减少碳源和增加植物碳汇的可行性分析,得出在不同措施下,居住区景观维护碳源量将减少21944kg,而居住区植物景观的碳汇量将增加15769kg,相对于原有的景观维护的碳源和植物种植的碳汇,在下图中我们可以看到改造情景下两者的对比变化。居住区维护产生的碳排放,由原来相当于植物固碳量的1/4改变将近为1/14。所以,当我们设计采取相应的有效措施后,在一年的养护时间内,居住区中景观植物的碳汇量是可以远远大于其维护中的碳排放量,从而为我们提供一个更好的生态环境,发挥更多的生态效益。

4 结语

在景观的全生命周期的碳排放总量中,景观的运营维护阶段的碳排放是其主要来源之一,其与时间呈线性增长关系。在营造低碳景观的理念中,景观运营维护阶段的碳排放量与植物之间的碳汇的关系,直接反映了植物正向的生态效益。因此,在景观全生命周期碳排放的考量中,对景观运营维护阶段的碳排放与植物碳汇的定量比较,具有重要意义。

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