目前，行業(yè)內(nèi)主流的碳足跡測(cè)算方法包括：排放系數(shù)法、實(shí)測(cè)法、物料平衡法、清單分析法（LCI）與投入產(chǎn)出法（IO）等[2,3]。考慮到清單分析法具備數(shù)據(jù)詳細(xì)、結(jié)果準(zhǔn)確度較高且適用于項(xiàng)目層面測(cè)算的優(yōu)點(diǎn)[5]，本研究將基于清單分析法進(jìn)行研究。

由于構(gòu)筑物并非傳統(tǒng)意義的標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一規(guī)格產(chǎn)品，因此在進(jìn)行碳足跡測(cè)算時(shí)應(yīng)界定具備區(qū)分特性且體現(xiàn)使用功能的評(píng)價(jià)對(duì)象，即確定功能單位。功能單位應(yīng)具備一定的可比性，以保證可以在統(tǒng)一的基礎(chǔ)上衡量碳足跡值的高低。在建筑領(lǐng)域，功能單位的界定往往兼顧建筑類(lèi)型與使用特性，如壽命為50年的3米高10米寬混凝土圍墻，使用周期為60年的15米高的水泥線(xiàn)桿。

基于功能單位的設(shè)定，應(yīng)分析測(cè)算對(duì)象全生命周期的單元過(guò)程，進(jìn)而根據(jù)實(shí)際需求及可行性確定哪些單元過(guò)程納入碳足跡測(cè)算的范圍，即確定碳足跡測(cè)算的系統(tǒng)邊界。如圖1所示，構(gòu)筑物的全生命周期單元過(guò)程包括建設(shè)用材及建設(shè)能源的獲取階段、構(gòu)筑物建設(shè)階段、構(gòu)筑物運(yùn)營(yíng)階段、構(gòu)筑物拆除及回收階段。有研究從物質(zhì)流及能量流角度，將建筑物的全生命周期劃分物化階段、運(yùn)行階段和處置階段[6]，基于效率及數(shù)據(jù)可獲取性考慮，本研究設(shè)定的碳足跡測(cè)算的系統(tǒng)邊界為構(gòu)筑物的物化階段，即從建設(shè)用材及能源獲取到構(gòu)筑物建設(shè)完成的生命周期階段（如圖1虛線(xiàn)覆蓋的階段）。應(yīng)注意的是，為了防止無(wú)限追溯，提升測(cè)算的可操作性，建筑用材的生產(chǎn)設(shè)備、能源生產(chǎn)設(shè)備、施工設(shè)備的制造、維護(hù)與運(yùn)輸過(guò)程不納入測(cè)算的系統(tǒng)邊界。

圖1 構(gòu)筑物全生命周期單元過(guò)程圖

清單分析的主要作用是量化分析系統(tǒng)邊界內(nèi)評(píng)價(jià)對(duì)象所有單元過(guò)程的輸入與輸出（包括物質(zhì)流與能量流），進(jìn)而支撐碳足跡測(cè)算。為做好清單分析，應(yīng)收集與構(gòu)筑物物化階段的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與排放因子。其中，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)材料（預(yù)制混凝土構(gòu)件、預(yù)拌混凝土、鋼筋等）運(yùn)輸距離及使用量數(shù)據(jù)、工程輔料（腳手架、鋼管、木模板等）的運(yùn)輸距離及使用量數(shù)據(jù)、施工過(guò)程的能源使用量數(shù)據(jù)及工程量數(shù)據(jù)等。現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的有效性與工程數(shù)據(jù)的獲取質(zhì)量息息相關(guān)，因此應(yīng)關(guān)注各項(xiàng)工程數(shù)據(jù)記錄的可靠性，盡可能從第一手工程記錄（如用工臺(tái)賬、物料臺(tái)賬、用能臺(tái)賬等）中獲取現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。

碳足跡因子是指單位產(chǎn)品（或活動(dòng)）在其生命周期內(nèi)產(chǎn)生溫室氣體排放的數(shù)值，而單元過(guò)程的碳足跡值可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)乘以對(duì)應(yīng)碳足跡因子獲得，因此碳足跡因子的準(zhǔn)確性與適用性直接影響了單元過(guò)程碳足跡測(cè)算的準(zhǔn)確性。在建筑物的碳足跡測(cè)算中，一般需要獲取建筑材料的碳足跡因子、能源的碳足跡因子、運(yùn)輸過(guò)程的碳足跡因子等，這些碳足跡因子的缺省值可以從經(jīng)驗(yàn)證、發(fā)布的文件或數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取。鑒于建筑材料（通常為重量占比最高的幾類(lèi)建材）的碳足跡因子對(duì)建筑物化階段碳足跡具有重大影響，為提高測(cè)算的準(zhǔn)確性，應(yīng)盡可能采用建筑材料碳足跡因子的實(shí)際測(cè)算值。 

理論上，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)邊界內(nèi)所有涉及的物質(zhì)、能量及單元過(guò)程進(jìn)行碳足跡測(cè)算。然而，基于測(cè)算的效率、成本、數(shù)據(jù)可獲取性及可操作性考慮，允許忽略一些對(duì)建筑碳足跡影響較小的物質(zhì)、能量及單元過(guò)程。這種量化的可忽略（或不可忽略）的準(zhǔn)則，稱(chēng)為輸入輸出的取舍準(zhǔn)則。開(kāi)展建（構(gòu)）筑物碳足跡測(cè)算時(shí)，應(yīng)制定或遵循相關(guān)的取舍準(zhǔn)則，忽略的物質(zhì)、能量及單元過(guò)程應(yīng)進(jìn)行標(biāo)注。

此外，應(yīng)對(duì)獲取到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及碳足跡因子進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)，判斷現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)是否存在偏離、缺失、互相矛盾等缺陷，分析碳足跡因子是否至少可以代表行業(yè)平均水平且具備完整性、一致性。只有獲得合理的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及碳足跡因子數(shù)據(jù)，才能較為準(zhǔn)確地測(cè)算建（構(gòu)）筑物的碳足跡。

基于系統(tǒng)邊界的設(shè)定，構(gòu)筑物物化階段的碳足跡計(jì)算公式如下：

裝配式混凝土水池的主體材料采用預(yù)制混凝土構(gòu)件與預(yù)拌混凝土，水池總?cè)莘e為200?，設(shè)計(jì)壽命為60年。該水池主要建設(shè)過(guò)程包括：（1）采購(gòu)預(yù)制構(gòu)件（池壁）、鋼筋、預(yù)拌混凝土等建筑材料及腳手架、鋼管、木模板等工程輔料；（2）建設(shè)池體基礎(chǔ)，形成鋼筋混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)；（3）對(duì)預(yù)制構(gòu)件（池壁）進(jìn)行吊裝安裝，使其穩(wěn)固在池體基礎(chǔ)上；（4）進(jìn)行鋼筋聯(lián)接，在構(gòu)件相連接縫處進(jìn)行支模，對(duì)構(gòu)件內(nèi)部空腔部位澆筑混凝土；（5）養(yǎng)護(hù)，進(jìn)而形成穩(wěn)固的池體。

1.建筑主材碳足跡測(cè)算的目的

經(jīng)計(jì)算分析，在構(gòu)成該水池的所有建筑材料中，預(yù)制混凝土構(gòu)件及預(yù)拌混凝土的（重量）占比超過(guò)90%，為保證碳足跡測(cè)算的準(zhǔn)確性，應(yīng)先對(duì)預(yù)制混凝土構(gòu)件預(yù)拌混凝土分別進(jìn)行單位產(chǎn)品的碳足跡值（即碳足跡因子）的測(cè)算。

2.建筑主材碳足跡測(cè)算的功能單位

功能單位分別設(shè)定為：制造1? 預(yù)制混凝土構(gòu)件，制造1 ? 預(yù)拌混凝土。

3.建筑主材碳足跡測(cè)算的系統(tǒng)邊界

測(cè)算系統(tǒng)邊界設(shè)定為從原材料與能源生產(chǎn)、運(yùn)輸、產(chǎn)品生產(chǎn)到產(chǎn)品出廠為止的建筑材料制造過(guò)程，如圖2中虛線(xiàn)覆蓋的范圍。

圖2 建筑主材碳足跡測(cè)算的系統(tǒng)邊界

4.清單分析

經(jīng)分析，預(yù)制混凝土構(gòu)件及預(yù)拌混凝土的在系統(tǒng)邊界內(nèi)的輸入輸出情況如表1所示。

表1 預(yù)制混凝土構(gòu)件及預(yù)拌混凝土各單元過(guò)程輸出輸出一覽表

5.建筑主材的碳足跡計(jì)算

預(yù)制混凝土構(gòu)件及預(yù)拌混凝土單位產(chǎn)品碳足跡值的計(jì)算方法如公式（2）所示。

根據(jù)公式（2）的計(jì)算方法，結(jié)合表2、表3中收集到現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及排放因子等信息，可計(jì)算得到單位產(chǎn)品預(yù)制混凝土構(gòu)件的碳足跡值（CFL構(gòu)件）為633.53 kgCO2e/? ，單位產(chǎn)品預(yù)拌混凝土的碳足跡值（CFL構(gòu)件）為315.28 kgCO2e/? 。

1.裝配式混凝土水池碳足跡測(cè)算的功能單位

功能單位設(shè)定為：建設(shè)1個(gè)設(shè)計(jì)壽命為60年總?cè)莘e為200?的裝配式混凝土水池。

2.裝配式混凝土水池碳足跡測(cè)算的系統(tǒng)邊界

測(cè)算系統(tǒng)邊界設(shè)定為裝配式混凝土水池的物化階段，即從建設(shè)用材（包括建筑材料及工程輔料）與建設(shè)用能源的生產(chǎn)、建設(shè)用材及建設(shè)用能的運(yùn)輸、施工建設(shè)到水池建設(shè)完成為止的生命周期階段，如圖3中虛線(xiàn)覆蓋的范圍。

圖3 裝配式混凝土水池碳足跡測(cè)算的系統(tǒng)邊界

3.清單分析

經(jīng)分析，裝配式混凝土水池物化階段的輸入輸出情況如表4所示。

表4 裝配式混凝土水池各單元過(guò)程輸出輸出一覽表

現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集基于對(duì)水池建設(shè)過(guò)程的施工數(shù)據(jù)調(diào)研，建筑材料與工程輔料的消耗數(shù)據(jù)取自施工物料臺(tái)賬，能源消耗數(shù)據(jù)源于吊車(chē)、挖掘機(jī)、推土機(jī)等工程車(chē)輛的用油記錄及施工場(chǎng)地各類(lèi)電氣設(shè)備的用電記錄（取數(shù)自電表），覆蓋水池完整的建設(shè)階段；建筑用材的運(yùn)輸距離根據(jù)材料產(chǎn)地至工地的實(shí)際公路運(yùn)輸路里程計(jì)算獲得，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)滿(mǎn)足完整性、準(zhǔn)確性及一致性要求。各項(xiàng)基礎(chǔ)原料、能源及運(yùn)輸?shù)奶寂欧乓蜃釉从谏嫌喂?yīng)方或公開(kāi)發(fā)表的文件、數(shù)據(jù)庫(kù)，滿(mǎn)足代表性、完整性、一致性要求。裝配式混凝土水池物化階段的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及碳足跡因子的具體情況見(jiàn)表5。

4.配式混凝土水池的碳足跡計(jì)算

根據(jù)公式（1）的計(jì)算方法，結(jié)合表5中收集到現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及排放因子等信息，可計(jì)算得到裝配式混凝土水池物化階段的碳足跡值為116920.48 kgCO2e（約合116.92 tCO2e）。

本文研究了裝配式構(gòu)筑物物化階段的碳足跡測(cè)算方法，并采用清單分析法針對(duì)具體的裝配式混凝土水池案例開(kāi)展了物化階段的碳足跡測(cè)算。根據(jù)測(cè)算結(jié)果，在該水池物化階段的碳足跡中，建筑材料（預(yù)制構(gòu)件、預(yù)拌混凝土、熱軋?zhí)间撲摻睿┥a(chǎn)過(guò)程的占比約為94.2%。因此，改善建筑材料的碳足跡、選用綠色低碳建材將有助于降低該類(lèi)構(gòu)筑物的物化階段碳足跡值。

此外，由于建筑工程碳足跡測(cè)算所需要的背景數(shù)據(jù)復(fù)雜繁多，所以提升基礎(chǔ)背景數(shù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量及覆蓋水平就顯得尤為關(guān)鍵。雖然近年來(lái)我國(guó)建設(shè)工程領(lǐng)域的碳足跡測(cè)算背景數(shù)據(jù)建設(shè)取得了較大進(jìn)步，但仍不足以應(yīng)對(duì)復(fù)雜工程的碳足跡測(cè)算需求，因此不斷補(bǔ)充、完善我國(guó)的建設(shè)工程碳足跡測(cè)算背景數(shù)據(jù)庫(kù)仍是未來(lái)需長(zhǎng)期關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域。