建筑全生命周期碳排放计算方法技术

本发明专利技术公开了一种建筑全生命周期碳排放计算方法，本方法对建筑全生命周期内建材生产阶段碳排放值、建材运输阶段碳排放值、建筑施工阶段碳排放值、建筑运行阶段碳排放值、建筑拆除阶段碳排放值以及废弃建材处置阶段碳排放值分别进行精确核算；尤其建材运输阶段考虑了建筑拆除阶段建筑废弃物从拆除现场运输到回收利用场地、填埋场或焚烧厂过程中的碳排放，建筑运行阶段考虑了建筑暖通系统、空调系统、生活热水系统、照明及电梯系统引起的碳排放，以及再生能源系统和碳汇系统消纳的碳排放。实现对建筑全生命周期的碳排放量做到精确核算，为碳减排打下坚实的基础。为碳减排打下坚实的基础。

【技术实现步骤摘要】
建筑全生命周期碳排放计算方法


[0001]本专利技术涉及碳排放计算
，尤其涉及一种建筑全生命周期碳排放计算方法。

技术介绍

[0002]建筑全生命周期碳排放是指建筑在建材生产阶段、建材运输阶段、建筑施工阶段、建筑运行阶段、建筑拆除阶段、建材处置阶段的温室气体排放。
[0003]全球建筑业的碳排放占到了全部的40％，建筑业减碳势不容缓。然而，减碳的前提一定是碳核算，这为减碳方向、减碳目标、减碳程度提供了方向。建筑碳排放核算大都基于ISO14040和ISO14044标准定义的基于过程的方法，计算原理是活动的数量及其影响系数的乘积，即直接将活动量与其碳排放因子相乘。此外，全生命周期的思想也早已应用于建筑的碳排放核算中，针对现有技术，碳排放计算的技术方案中建筑全生命周期阶段可分为以下阶段：建材生产：直接将建材用量与建材碳排放因子相乘累加；建材运输：将建材运输量，运输距离与运输碳排放因子相乘累加；建筑施工：直接将能源使用量与能源碳排放因子相乘累加；建筑运行：直接将能源使用量与能源碳排放因子相乘累加；建筑拆除：直接将能源使用量与能源碳排放因子相乘累加。
[0004]对于建材生产阶段，现有技术只考虑了建筑新建阶段建材生产的碳排放。还有三种阶段需要考虑到：建筑重建阶段，指建筑的实际寿命往往达不到假设的建筑期望寿命，就可能使建筑结构不够安全，建筑功能不能发挥，就需要对建筑进行拆除重建；建筑维修阶段，指建材在建筑寿命内的日常使用中会由于自然腐蚀、温度变化、污染物侵蚀、人为原因等出现不同程度的损耗或破坏，那么在使用寿命中的建材也并不需要进行更换，只需对其进行维修；建筑改装阶段，指一部分建筑材料的使用寿命往往是小于建筑寿命的，为了维持建筑的正常运转使用，保证视觉的舒适感，需要将已到达使用寿命的建材进行更换。
[0005]对于建筑施工阶段，除了机械设备的能源消耗，还应考虑到设备的电力消耗并折算成碳排放。对于建筑运行阶段，现有技术没有分系统考虑暖通，空调，生活热水，电梯照明产生的碳排放，以及可再生能源和碳汇系统消纳的碳排放。对于建筑处置阶段，现有技术没有区分处置方式。
[0006]总体来说，现有技术对建筑碳排放的计算描述过于模糊，就会导致碳排放值不够准确。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是一种建筑全生命周期碳排放计算方法，本方法基于建材生产阶段、建材运输阶段、建筑施工阶段、建筑运行阶段、建筑拆除阶段、建材处置阶段，对建筑全生命周期的碳排放量做到精确核算，为碳减排打下坚实的基础。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术建筑全生命周期碳排放计算方法包括如下步骤：
[0009]步骤一、确定建筑基本信息，包括建筑名称、用途、结构、面积以及建筑寿命；
[0010]步骤二、建材生产阶段碳排放值核算，根据建筑首次投入施工的工程清单，将建造所需全部建材种类的质量或体积，与各自的碳排放系数相乘，最后进行累加，得到建筑新建阶段建材生产的碳排放值；
[0011][0012]其中，C
xj
为建筑新建阶段建材生产的碳排放值，i为建材种类，n为建材总数，F
i
为第i种建材的碳排放量，M
i
为第i种建材的质量或体积；
[0013]建筑重建阶段建材生产的碳排放值核算，设定建筑的重建周期，建筑重建阶段建材重建次数由式(2)计算：
[0014]T＝ROUND(Y/R
‑
1，0)
ꢀꢀ
(2)
[0015]其中，T为建筑重建次数，Y为建筑寿命，R为重建周期，POUND为对数值进行四舍五入取整数；
[0016]建筑重建阶段建材生产的碳排放值由式(3)计算：
[0017][0018]其中，C
cj
为建筑重建阶段建材生产的碳排放值；
[0019]建筑维修和改装阶段建材生产的碳排放值核算，建筑维修阶段建材生产的碳排放值由式(4)计算：
[0020][0021]其中，C
wx
为建筑维修阶段建材生产的碳排放值，P
i
为第i种建材的维修率；
[0022]建筑改装阶段建材更新的次数由式(5)计算：
[0023]K
i
＝ROUND(R/U
i
‑
1，0)
×
T+ROUND((Y
‑
R
×
T)/U
i
‑
1，0)
ꢀꢀ
(5)
[0024]其中，K
i
为第i种建材的更新次数，U
i
为第i种建材的使用寿命，R为重建周期；
[0025]建筑改装阶段建材生产的碳排放值由式(6)计算：
[0026][0027]其中，C
gz
为建筑改装阶段建材生产的碳排放值；
[0028]则建筑全生命周期内建材生产阶段碳排放值由式(7)计算：
[0029]C
SC
＝C
xj
+C
cj
+C
wx
+C
gz
ꢀꢀ
(7)
[0030]其中，C
SC
为建材生产阶段碳排放值；
[0031]步骤三、建材运输阶段碳排放值核算，包括建材从生产地运输到建筑施工现场过程中的碳排放和建筑拆除阶段建筑废弃物从拆除现场运输到回收利用场地、填埋场或焚烧厂过程中的碳排放；
[0032]建材运输阶段的碳排放值由式(8)计算：
[0033][0034]其中，C
YS
为建材运输阶段的碳排放值，S
i
为第i种建材运输方式下单位质量运输距离的碳排放因子，L
i
为第i种建材的运输距离；
[0035]步骤四、建筑施工阶段碳排放值核算，建筑施工阶段碳排放包括不同施工方式下机器设备能源消耗所产生的碳排放和施工所需照明设备消耗电力所产生的的碳排放，
[0036]建筑施工阶段机械设备的碳排放值由式(9)计算：
[0037][0038]其中，C
jx
为建筑施工阶段机械设备的碳排放值，EF
rlq
为机械设备汽油消耗碳排放系数，Q
i
为机械设备汽油消耗量，RZ
q
为汽油热值，EF
rlc
为机械设备柴油消耗碳排放系数，Q
j
为机械设备柴油消耗量，RZ
c
为柴油热值，EF
dl
为机械设备电力消耗的碳排放系数，Q
k
为机械设备电力消耗量，i、j、k分别为消耗汽油、柴油、电力的机械设备种类，l、m、n分别为消耗汽油、柴油、电力的机械设备总数；
[0039]建筑施工阶段照明设备消耗电力的碳排放值由式(10)计算：
[0040]C
sb
＝EF
dl
×...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建筑全生命周期碳排放计算方法，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一、确定建筑基本信息，包括建筑名称、用途、结构、面积以及建筑寿命；步骤二、建材生产阶段碳排放值核算，根据建筑首次投入施工的工程清单，将建造所需全部建材种类的质量或体积，与各自的碳排放系数相乘，最后进行累加，得到建筑新建阶段建材生产的碳排放值；其中，C
xj
为建筑新建阶段建材生产的碳排放值，i为建材种类，n为建材总数，F
i
为第i种建材的碳排放量，M
i
为第i种建材的质量或体积；建筑重建阶段建材生产的碳排放值核算，设定建筑的重建周期，建筑重建阶段建材重建次数由式(2)计算：T＝ROUND(Y/R
‑
1，0)
ꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，T为建筑重建次数，Y为建筑寿命，R为重建周期，ROUND为对数值进行四舍五入取整数；建筑重建阶段建材生产的碳排放值由式(3)计算：其中，C
cj
为建筑重建阶段建材生产的碳排放值；建筑维修和改装阶段建材生产的碳排放值核算，建筑维修阶段建材生产的碳排放值由式(4)计算：其中，C
wx
为建筑维修阶段建材生产的碳排放值，P
i
为第i种建材的维修率；建筑改装阶段建材更新的次数由式(5)计算：K
i
＝ROUND(R/U
i
‑
1，0)
×
T+ROUND((Y
‑
R
×
T)/U
i
‑
1，0)
ꢀꢀꢀꢀ
(5)其中，K
i
为第i种建材的更新次数，U
i
为第i种建材的使用寿命，R为重建周期；建筑改装阶段建材生产的碳排放值由式(6)计算：其中，C
gz
为建筑改装阶段建材生产的碳排放值；则建筑全生命周期内建材生产阶段碳排放值由式(7)计算：C
sc
＝C
xj
+C
cj
+C
wx
+C
gz
ꢀꢀꢀꢀ
(7)其中，C
SC
为建材生产阶段碳排放值；步骤三、建材运输阶段碳排放值核算，包括建材从生产地运输到建筑施工现场过程中的碳排放和建筑拆除阶段建筑废弃物从拆除现场运输到回收利用场地、填埋场或焚烧厂过程中的碳排放；建材运输阶段的碳排放值由式(8)计算：
其中，C
YS
为建材运输阶段的碳排放值，S
i
为第i种建材运输方式下单位质量运输距离的碳排放因子，L
i
为第i种建材的运输距离；步骤四、建筑施工阶段碳排放值核算，建筑施工阶段碳排放包括不同施工方式下机器设备能源消耗所产生的碳排放和施工所需照明设备消耗电力所产生的的碳排放，建筑施工阶段机械设备的碳排放值由式(9)计算：其中，C
jx
为建筑施工阶段机械设备的碳排放值，EF
rlq
为机械设备汽油消耗碳排放系数，Q
i
为机械设备汽油消耗量，RZ
q
为汽油热值，EF
rlc
为机械设备柴油消耗碳排放系数，Q
j
为机械设备柴油消耗量，RZ
c
为柴油热值，EF
dl
为机械设备电力消耗的碳排放系数，Q
k
为机械设备电力消耗量，i、j、k分别为消耗汽油、柴油、电力的机械设备种类，l、m、n分别为消耗汽油、柴油、电力的机械设备总数；建筑施工阶段照明设备消耗电力的碳排放值由式(10)计算：C
sb
＝EF
dl
×
E
sb
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)其中，C
sb
为建筑施工阶段照明设备消耗电力的碳排放值，EF
dl
为电力消耗的碳排放系数，E
sb
为照明设备电力消耗量；则建筑施工阶段碳排放值由式(11)计算：C
SG
＝C
jx
+C
sb
ꢀꢀꢀꢀ
(11)其中，C
SG
为建筑施工阶段的碳排放值；步骤五、建筑运行阶段碳排放值核算，建筑运行阶段能源消耗产生的碳排放包括由燃料引起的碳排放、由电力消耗引起的碳排放以及由制冷剂引起的碳排放，最后减去可再生能源系统消纳的碳排放以及碳汇系统消纳的碳排放；一年内建筑运行阶段燃料引起的碳排放由式(12)计算：其中，C
rlz
为第z年内建筑运行阶段燃料的碳排放值，EF
rli
为燃料消耗的碳排放系数，E
rli
为第i种燃料的消耗量；则建筑寿命Y年内建筑运行阶段燃料引起的碳排放由式(13)计算：其中，C
rl
为建筑寿命Y年内内建筑运行阶段燃料的碳排放值；一年内建筑运行阶段暖通系统电力消耗由式(14)计算：
其中，E
ntz
为第z年内暖通系统电力消耗，P
nti
为第i种暖通设备的功率，H
nti
为第i种暖通设备每天使用小时数，D
nti
为第i种暖通设备每年使用天数，X
i
为第i种暖通设备使用系数，n为暖通设备总数；则建筑寿命Y年内建筑运行阶段暖通系统电力消耗引起的碳排放由式(15)计算：其中，C
nt
为建筑寿命Y年内建筑运行阶段暖通系统的碳排放值，EF
dl
为电力消耗的碳排放系数；一年内建筑运行阶段空调系统电力消耗由式(16)计算：其中，E
ktz
为一年内空调系统电力消耗，Q
kti
为第i种空调设备的冷(热)负荷，S
kti
为第i种空调设备制冷(采暖)面积，H
kti
为第i种空调设备每天使用小时数，D
kti
为第i种空调设备每年使用天数，COP
i
为第i种空调设备能效比，n为空调设备总数；则Y年内建筑运行阶段空调系统电力消耗引起的碳排放由式(17)计算：其中，C
kt
为建筑寿命Y年内建筑运行阶段空调系统的碳排放值；一年内建筑运行阶段生活热水系统电力消耗由式(18)计算：E
rsz
＝N
rs
×
Q
rs
×
(t
r
‑
t
l
)/
×
D
rs
×
K
h
×
ρ
γ
×
C
γ
×
C/3600
ꢀꢀꢀꢀ
(18)其中，E
rsz
为一年内生活热水系统电力消耗，N
rs
为用水计量单位数，Q
rs
为热水用水定额，t
r
为热水温度，t
l
为冷水温度，D
rs
为每日使用时间，K
h
为小时变化系数，ρ
γ
为热水密度，C
γ
为热损失系数，C为水的比热容；则建筑寿命Y年内建筑运行阶段生活热水系统电力消耗引起的碳排放由式(19)计算：其中，C
rs
为建筑寿命Y年内建筑运行阶段生活热水系统的碳排放值；一年内建筑...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄蓓佳，石劭琪，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：