关键词：桥梁工程；生命周期；碳排放
如今，我国的桥梁建设取得了举世瞩目的成就，更多的大型桥梁工程成为了所在地区的重要地标。规模化扩张的同时，工程所引发的生态环境问题同样成为了人们关注的焦点。桥梁工程实质上属于一种大量消耗资源能源来完成土木建设的基础设施工程，因此从建设初期开始到整个建筑工期中的不同阶段生产运作、机械消耗，都会产生大量的CO2等温室气体，使得其对周围环境的碳排放影响与日俱增，而且往往还会在后期的投产运营与废弃拆除时期同样充满了高浓度的碳排放量。当前，国内正掀起由节能减排的建设热潮，桥梁工程也开始积极向低碳型转型，理应加强对桥梁全生命周期内的碳排放进行综合计算。就现阶段的技术而言，国内桥梁生命周期的碳排放研究还处于探索阶段。因此,主动研究桥梁生命周期碳排放计算方法，完成各种定量计算是十分必要的。
1桥梁工程的生命周期碳排放评价与计算
1.1评价对象
桥梁作为建筑产品中的个性化产物，整个生命周期可以分为：规划设计、材料生产加工、现场施工作业、投产运营维护、桥梁废弃拆除。从整个生命周期看，主要的碳元素排放来自于各种材料生产加工、现场施工作业、投产运营维护这三大阶段。所有本文所研究的生命周期碳排放重点选择此三个阶段。
1.2评价指标
碳排放，用来指代所有温室气体(GHG)的总排放状况。《京都议定书》中明确规定，温室气体有二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)等。其中，CO2当量排放被作为常见的比较不同温室气体排放标准，同时也是一种积极有效的换算方法。本文所研究的桥梁生命周期碳排放，将选择作定量分析，其中会对上述温室气体的整体排放情况展开定量分析,并与全球变暖潜势（GWP）相乘，将各结果按CO2当量进行换算。全球变暖潜势，是反映所有温室气体在充分混合状态下可体现的辐射特性,该指标主要相对于CO2，衡量选定时长内完成积分并在混合大气中有给定量的温室气体单位质量的辐射强迫。
1.3桥梁生命周期碳排放分析
桥梁工程的建设施工，具有工期长、投入大、技术难度高、系统复杂、移动性不强等特点，因此常常会在长期的施工中出现定点排放温室气体的情况，且同样具有时长大、范围广、社会影响复杂等特点。下面，将具体从几个方面来分析桥梁生命周期的碳排放状况。
（1）固定燃烧源的碳排放
固定燃烧源，主要是指发电机、挖掘机、混凝土搅拌机等可以直接通过各种燃料的燃烧而产生电力、热能、动能，同时排出大量温室气体。固定燃烧源在产能的过程中所放出的气体量，与燃料自身的特性和用量有关。因而在计算固定燃烧源的碳排放时,通常将燃料作为基础，深入调查统计各种燃料类型及消耗用量。
（2）活动燃烧源的碳排放
本文所讨论的互动燃烧源，主要集中体现在交通运输方面。桥梁的生命周期内，所经历的五个阶段大都会直接产生汽车交通碳排放,其中特别以投产运营维护阶段为重点。大量汽车在交通行驶过程中，会燃烧燃油排出温室气体,而且在随之产生的尾气中，有大量CO等污染性气体会因性质不稳而转化为CO2等温室气体。因此，若要考虑积极控制和降低汽车在交通行驶中的碳排放，就需要加强汽车的燃油效率，同时也要积极降低汽车尾气排放水平。可见活动燃烧源的碳排放,也应将燃料作为基础，深入调查统计车型、对应燃料类型及消耗量。
（3）购买使用电力的间接碳排放
电力的产生主要是通过各种高能燃料在特定的大型燃烧装置中燃烧,或者持续不间断地消耗风力、天然气、核能等其他燃料源导致的。本节讨论的间接碳排放，实际上就是各用户在长期购买使用电力时所排温室气体，也就是不断地将原料或燃料转化为电力的过程，对桥梁工程而言，这部分碳排放属于桥梁边界外缘的排放。当然，在探讨桥梁工程生命周期的碳排放时，也要加强对使用者购买电力导致的间接排放的研究。间接碳排放能够借助具体的式子来获得：CO2当量=购电量×电力排放系数。此式中，购电量单位为千瓦时(kWh)，电力排放系数则表示生产1kWh电所排温室气体量。电力排放系数并不是固定的，受到电力的生产方式多样化影响。如：以煤作产电能源的碳排放系数为1.303单位，以核为产电能源的碳排放系数为0.0137单位，以核为产电能源的碳排放系数为0.2431单位。本文所考虑的文碳排放系数取平均值考虑计算，按上述三类电源结构在国内分布的加权计算可知，火电占比达77.8%，水电占比达到20.4%,核电占比达1.2%,则计算得到电力平均碳排放系数为1.062单位。
（4）其他形式的碳排放
与桥梁工程相关的其它行业领域中，水泥生产过程可消耗资源能源来排放CO2，还在其它生产工艺中排放。据分析，水泥生产需要原料的煅烧反应，此阶段CO2排量计算方法有：直接计算消耗原料的碳酸盐含量，计算基于熟料和窑灰的化学成分计算。
2桥梁工程生命周期碳排放计算模型
以下重点围绕材料生产加工、现场施工作业、投产运营维护三个阶段来分析。
2.1原材料生产加工阶段
桥梁工程的施工建设涉及众多原材料，其中混凝土范围最广、用量最多。混凝土的生产过程会排放大量的温室气体，特别是水泥工业生产过程，因此混凝土原材料的生产加工碳排放可直接看做是水泥生产的碳排放，该排放涉及四个方面：开采煅烧制备等工艺过程、用料运输过程、电力应用及燃料间接排放过程、熟料烧制过程。
钢材同样在桥梁工程中用量居多，各生产过程所释放温室气体同样不容小觑。通常在桥梁工程中可用的钢材为钢筋混凝土结构用钢筋和预应力混凝土用钢丝钢绞线，还包括工程中所有钢结构所用型钢。钢材的生产可实现三方面碳排放：燃烧工艺过程、运输过程、电力及燃料煤间接碳排放过程。
2.2现场桥梁施工作业阶段
桥梁的施工阶段，因机械化的大力推广普及和各种原材料的频繁应用，往往会产生更多的温室气体，施工现场很容易出现各种固定或活动燃烧源的碳排放现象，所产生的温室气体排量受设备工作效率、能源消耗类型的影响。在该阶段出现的碳排放计算，利用结合具体的施工组织方案、施工设计与现场调查来参考决策，要灵活掌握更多的施工设备耗用能源类型，同时掌握耗用量。
2.3桥梁投产运营维护阶段
投产运营维护阶段所出现的碳排放，可涉及两个方面：一是桥梁正常通车运营中，各行驶车辆的活动燃烧源碳排放；二是桥梁在维修过程中，各种材料生产或设备应用导致的碳排放，此类计算可以直接参考原材料生产加工阶段与现场施工作业阶段的不同方法。在投产运营维护阶段，不能简单开展能源消耗估算，而是应该结合桥梁结构维护周期、详细维保措施、投产运营交通量等进行计算。
3桥梁工程生命周期的碳排放计算结果
（1）桥梁工程施工在原材料生产加工阶段，所产生的碳排放量应该是最大的。一方面可自行优化结构减低自重，降低对各种材料的使用量，积极改善因建筑原材料导致的温室气体排放；另一方面应积极加强新工艺新技术改良，不断提升材料生产工艺中的温室气体抑制排放量，确保新型环保建筑材料能够得到更多的应用。
（2）在桥梁工程的投产运营维护阶段，碳排放量居于次席，多见于频繁往来的车辆行驶所排气体。积极控制汽车燃料的消耗，有效降低车辆CO2排放量，也积极降低CH4、N2O等其他气体排放,总体上实现了对车辆平均燃料经济水平与排放水平的控制和降低。
结论
本文中所设计的计算方法与思路，可以定量地分析桥梁工程生命周期的碳排放,也可以在开展桥梁桥型设计中优化低碳型选择，不断优化施工方法及维修策略，有序推动桥梁工程的健康绿色建设。
参考文献
[1]刘沐宇,欧阳丹.桥梁工程生命周期碳排放计算方法[J].土木建筑与环境工程,2011(s1):125-129.
[2]徐双.不同结构材料的桥梁生命周期碳排放研究[D].武汉理工大学,2012.
[3]武雨欣.建筑生命周期碳排放量计算分析方法浅析[J].商,2016(17):77-78