一種基于建筑全壽命周期的碳排放計算方法
【專利摘要】本發(fā)明一種基于建筑全壽命周期的碳排放計算方法，涉及碳排放計算【技術(shù)領(lǐng)域】。根據(jù)碳排放的特點，本發(fā)明分為建材生產(chǎn)，建造施工，運(yùn)營維護(hù)和拆除廢棄四個階段的碳排放量計算。包括確定建筑材料生產(chǎn)的二氧化碳強(qiáng)度值；確定建造施工階段材料運(yùn)輸和施工過程的碳排放系數(shù)；確定運(yùn)營維護(hù)階段消耗能源的碳排放系數(shù)；確定拆除廢棄階段施工工藝和廢棄物運(yùn)輸?shù)奶寂欧畔禂?shù)；匯總計算建筑碳排放總量；計算單位面積指標(biāo)和人均指標(biāo)的步驟，得出建筑全壽命周期內(nèi)碳排放總量、單位面積碳排放量和人均碳排放量指標(biāo)的大小核算低碳建筑能達(dá)到的碳排放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行評估和認(rèn)定及在建筑各個階段采取有效的設(shè)計、施工和運(yùn)營等措施，以降低建筑的碳排放，提升建筑的低碳水平。
【專利說明】一種基于建筑全壽命周期的碳排放計算方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及碳排放計算【技術(shù)領(lǐng)域】，具體指一種對建筑的全壽命周期內(nèi)的碳排放量 的計算。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，繼節(jié)能建筑、綠色建筑之后，低碳建筑（LCB)成為又一建筑模式，它要求 通過碳排量計算來評價建筑。目前沒有低碳建筑的明確定義，主要是因為對于低碳排放的 量化標(biāo)準(zhǔn)還沒有達(dá)成全球共識。倫敦政府提出的設(shè)計指導(dǎo)意見認(rèn)為與當(dāng)時通用的建筑規(guī)范 相比，建筑低碳排放應(yīng)該使一年中因能源使用而形成的C0 2排放量減少50%，英國學(xué)者斯特 恩認(rèn)為這個減排量應(yīng)該是一般建筑C02排放量的80%。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，各國建筑 規(guī)范的能耗標(biāo)準(zhǔn)和普通建筑的能耗水平差距都很大，所以對低碳排放標(biāo)準(zhǔn)很難形成全球性 的共識。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺失或不足，提出一種基于建筑全壽命周 期的碳排放計算方法。鑒于對建筑碳排放的研究如果局限于對建筑的運(yùn)行能耗進(jìn)行模擬， 或者對單一建筑材料如水泥、鋼材等產(chǎn)品的開采生產(chǎn)的碳排放進(jìn)行清單分析就過于片面。 建筑不僅在運(yùn)行階段直接或間接地消耗各種能源，排放溫室氣體和污染物，在建材開采、 原材料加工和施工階段同樣也是如此。建筑的碳排放量為在建筑全壽命周期中由于一次性 能源的消耗而排放出的C0 2氣體；全生命周期包括建筑材料的生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工、運(yùn)營使用、 拆除及回收利用整個過程，加總得到建筑全生命周期的碳排放總量，最后得出每年每平方 米建筑排放C0 2的量。因此，要合理科學(xué)地制定建筑設(shè)計方案，正確引導(dǎo)低碳建筑發(fā)展，就 需要對建筑整個生命周期的碳排放進(jìn)行定量分析。
[0004] 據(jù)此，本發(fā)明限定在以下范圍：只考慮建筑的能源和物質(zhì)消耗所產(chǎn)生的碳排放，而 不考慮建筑提供的其他服務(wù)（如餐飲）所產(chǎn)生的碳排放。同時，做出如下假定：一、物料消 耗。假定所有用到的材料（如鋼材），不論其牌號和型號均視為相同的普通材料，以總量計 入；二、對于物質(zhì)在重新利用過程中產(chǎn)生的碳排放，納入到下一輪生命周期；三、使用年限。 建筑物壽命按50年計算；由于日常小型維修的情況比較復(fù)雜，而且消耗量相對較小，不予 考慮。
[0005] 本發(fā)明根據(jù)建筑的壽命周期，結(jié)合碳排放的特點，分為建材生產(chǎn)、建造施工、運(yùn)營 維護(hù)和拆除廢棄四個階段的碳排放量進(jìn)行計算，具體通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)，具體步 驟如下：
[0006] 第一步：確定建筑材料生產(chǎn)的二氧化碳強(qiáng)度值
[0007] 建筑材料的生產(chǎn)二氧化碳強(qiáng)度值指單位重量材料在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的二氧化 碳總量，可借助建筑材料的生產(chǎn)能量強(qiáng)度值換算。建筑材料的生產(chǎn)強(qiáng)度值是指單位重量建 筑材料在生產(chǎn)過程中所消耗的總能量值，大部分的建筑材料生產(chǎn)強(qiáng)度值不能直接獲得，需 要通過與材料生產(chǎn)所需的標(biāo)準(zhǔn)煤或用電量，根據(jù)行業(yè)、地區(qū)或者具體生產(chǎn)工廠的能耗與產(chǎn) 量統(tǒng)計數(shù)據(jù)換算得出。
[0008] 第二步：確定建造施工階段材料運(yùn)輸和施工過程的碳排放系數(shù)
[0009] 建造施工階段的碳排放分為材料運(yùn)輸和施工過程兩部分來核算。對于材料運(yùn)輸， 按照實際項目具體追溯來確定。通過換算鐵路、公路（汽油、柴油）和內(nèi)陸水運(yùn)等各種運(yùn)輸 方式單位重量單位運(yùn)距所消耗的能源來獲得單位重量單位運(yùn)距所產(chǎn)生的碳排放系數(shù)。
[0010] 對于施工過程，按照施工工藝如場地平整與開挖、起重機(jī)搬運(yùn)和現(xiàn)場照明等，通過 換算所消耗的柴油、電力等能源，確定每種施工工藝的單位碳排放系數(shù)。
[0011] 第三步：確定運(yùn)營維護(hù)階段消耗能源的碳排放系數(shù)
[0012] 一、能源供應(yīng)。分成三種情況，一是城市能源（煤、天然氣、石油）直接驅(qū)動用能設(shè) 備，會直接產(chǎn)生碳排放；二是使用火力發(fā)電的電力，間接產(chǎn)生碳排放；三是利用區(qū)域或樓宇 分布式能源系統(tǒng)就地驅(qū)動用能設(shè)備。分布式能源中又包括了可再生能源（如太陽能和風(fēng) 能）和熱電冷聯(lián)供（利用天然氣或生物質(zhì)氣）。
[0013] 二、建筑用能設(shè)備。其能源效率的高低決定最終碳排放量的大小。直接碳排放量 主要來建筑中燃料的直接燃燒。
[0014] 第四步：確定拆除廢棄階段施工工藝和廢棄物運(yùn)輸?shù)奶寂欧畔禂?shù)
[0015] 建筑拆除階段可以用施工工藝和廢棄物運(yùn)輸兩個方面的排放進(jìn)行評估。
[0016] 拆除施工工藝如破碎、構(gòu)件拆除，起重機(jī)搬運(yùn)和現(xiàn)場照明等，可通過換算所消耗的 (柴油、電力等）能源，確定每種施工工藝的單位碳排放系數(shù)。
[0017] 建筑廢氣物運(yùn)輸主要采用汽車運(yùn)輸，汽車運(yùn)輸?shù)奶寂欧糯_定相應(yīng)的碳排放系數(shù)。
[0018] 第五步：匯總計算建筑碳排放總量
[0019] 將低碳建筑全壽命周期各階段所消耗的材料、施工工藝、材料運(yùn)輸、設(shè)備運(yùn)營等所 消耗的碳排放量進(jìn)行加總，形成建筑全壽命周期的碳排放總量。
[0020] 第六步：計算單位面積指標(biāo)和人均指標(biāo)
[0021] 根據(jù)第五步所計算出的建筑總碳排放量，計算全壽命周期內(nèi)建筑單位面積的碳排 放指標(biāo)和人均碳排放指標(biāo)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明一種基于建筑全壽命周期的碳排放計算方法的流程圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明實施例的建筑碳排放分布圖。

【具體實施方式】
[0024] 以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述
[0025] 本發(fā)明一種基于建筑全壽命周期的碳排放計算方法流程（如附圖1所示）。
[0026] 第一步：確定建筑材料生產(chǎn)的二氧化碳強(qiáng)度值
[0027] 建筑材料的生產(chǎn)二氧化碳強(qiáng)度值指單位重量材料在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的二氧化 碳總量，可借助建筑材料的生產(chǎn)能量強(qiáng)度值換算。建筑材料的生產(chǎn)強(qiáng)度值是指單位重量建 筑材料在生產(chǎn)過程中所消耗的總能量值，大部分的建筑材料生產(chǎn)強(qiáng)度值不能直接獲得，需 要通過與材料生產(chǎn)所需的標(biāo)準(zhǔn)煤或用電量，根據(jù)行業(yè)、地區(qū)或者具體生產(chǎn)工廠的能耗與產(chǎn) 量統(tǒng)計數(shù)據(jù)換算得出。
[0028] 表1不同能量單位換算系數(shù)
[0029]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于建筑全壽命周期的碳排放計算方法，其特征在于，根據(jù)碳排放的特點，分為 建材生產(chǎn)，建造施工，運(yùn)營維護(hù)和拆除廢棄四個階段的碳排放量進(jìn)行計算。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于建筑全壽命周期的碳排放計算方法，其特征在于，包 括如下步驟： 第一步確定建筑材料生產(chǎn)的二氧化碳強(qiáng)度值； 第二步確定建造施工階段材料運(yùn)輸和施工過程的碳排放系數(shù)； 第三步確定運(yùn)營維護(hù)階段消耗能源的碳排放系數(shù)； 第四步確定拆除廢棄階段施工工藝和廢棄物運(yùn)輸?shù)奶寂欧畔禂?shù)； 第五步匯總計算建筑碳排放總量； 第六步計算單位面積指標(biāo)和人均指標(biāo)。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種基于建筑全壽命周期的碳排放計算方法，其特征在于，所 述第一步確定建筑材料生產(chǎn)的二氧化碳強(qiáng)度值，通過與材料生產(chǎn)所需的標(biāo)準(zhǔn)煤或用電量， 根據(jù)行業(yè)、地區(qū)或者具體生產(chǎn)工廠的能耗與產(chǎn)量統(tǒng)計數(shù)據(jù)換算得出： 建筑材料 讓（CO2)排放系數(shù)（單位） 水泥 0? 73 t/t 鋼筋 1.3 t/t 平板玻璃 0.76 t/t 預(yù)拌混凝上 〇. 22 Xjm 加氣混凝丄 〇, Mt/mr, 碎？T 3. Ikg/t 黃砂 3.7 Kg/t〇
4. 如權(quán)利要求2所述的一種基于建筑全壽命周期的碳排放計算方法，其特征在于，所 述第二步確定建造施工階段材料運(yùn)輸和施工過程的碳排放系數(shù)，通過換算鐵路，公路的汽 油、柴油和內(nèi)陸水運(yùn)各種運(yùn)輸方式單位重量單位運(yùn)距所消耗的能源來獲得單位重量單位運(yùn) 距所產(chǎn)生的碳排放系數(shù)： 運(yùn)輸方式 碳（CO2)排放系數(shù)（單位） 鐵路內(nèi)燃機(jī)車 〇. 23 kg/(fkm) 公路汽油 0.12 kg/(t?km) 公路柴油 Cl 16 kg/(t ? km) 內(nèi)陸水運(yùn) 0. 03 kg/(t ? kin) 施工過程，按照施工工藝如場地平整與開挖、起重機(jī)搬運(yùn)和現(xiàn)場照明，通過換算所消耗 的柴油、電力能源，確定每種施工工藝的單位碳排放系數(shù)： 施T.T藝 碳（CO2)If放系數(shù)（單位） 開挖移除丄方 8,06 kg/m3 乎整丄方 0.62 kg/m2 起重機(jī)Ift運(yùn) 2. 85 kg/t 施工場地照明 24,7 kg/m2 〇
5. 如權(quán)利要求2所述的一種基于建筑全壽命周期的碳排放計算方法，其特征在于，所 述第三步確定運(yùn)營維護(hù)階段消耗能源的碳排放系數(shù)： 各種燃料 碳（CO2)排放系數(shù)（單位） 天然氣 0.19 kg/kWh 液化TI油氣 0.2丨 kg/kWh 民W燃料油 0. 27 kg/kWh 煤 0.32 kg/kWh 汽油 2.30 kg/L 柴油 2,63 kg/L9
6. 如權(quán)利要求2所述的一種基于建筑全壽命周期的碳排放計算方法，其特征在于，所 述第四步確定拆除廢棄階段施工工藝和廢棄物運(yùn)輸?shù)奶寂欧畔禂?shù)： 施JLX藝 碳（C02)排放系數(shù)（單位） 破碎、構(gòu)件拆除 7.78 kg/m3 平 _ 丄方 0.62 kg/m2 成#物起重機(jī)搬運(yùn) 2.85 kg/t 〇
7. 如權(quán)利要求2所述的一種基于建筑全壽命周期的碳排放計算方法，其特征在于，所 述第五步匯總計算建筑碳排放總量，將低碳建筑全壽命周期各階段碳排放進(jìn)行加總，形成 綜合計算公式，建筑碳排放計算公式如下所示：
Q1--建筑全壽命周期二氧化碳碳排放量，單位噸（t) Qp--建筑材料生產(chǎn)階段二氧化碳排放量，單位噸（t) Qc--建筑建造施工階段二氧化碳排放量，單位噸（t) Qu--建筑運(yùn)營維護(hù)階段二氧化碳排放量，公共建筑壽命周期按50年計，單位噸（t) Qd--建筑拆除廢棄階段二氧化碳排放量，單位噸（t) Qi--第i種建筑材料用量，單位噸⑴ Ci-第i種建筑材料生產(chǎn)二氧化碳強(qiáng)度值（t/t) H1--所用建筑材料種類數(shù) Si--施工階段第i項工程的工程量 ^--施工階段第i項工程單位工程量碳排放系數(shù) n2--施工階段工程項數(shù) S'i-第i種交通工具運(yùn)輸量（t?km) ft.-第i種交通工具單位運(yùn)輸量碳排放系數(shù)（t/t?km) n3--交通工具使用數(shù)目Ei--運(yùn)營使用期間第i能源消耗量 --第i種能源碳排放系數(shù) n4--運(yùn)營期間能源使用種類 Di--拆除階段第i項工程工程量 Hi--拆除階段第i項工程單位工程量排放系數(shù) n5--拆除階段工程項數(shù)。
8.如權(quán)利要求2所述的一種基于建筑全壽命周期的碳排放計算方法，其特征在于，所 述第六步計算單位面積指標(biāo)和人均指標(biāo)，根據(jù)第五步所計算出的建筑總碳排放量（Q1)，計 算全壽命周期內(nèi)建筑單位面積的碳排放量（(U和人均碳排放量（Qs)
n--建筑設(shè)計最大住戶數(shù)P--平均每戶居住人數(shù) ^--建筑實際空置率 S--建筑用地面積 a--建筑容積率 其中，P反映建筑實際利用狀況，P過于小表示建筑實際使用效率比較低，一般在 5% -10%左右比較正常； a是建筑的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)，由建筑使用目的、設(shè)計等要素決定； Q1反映建筑碳排放總體效果； 反映人均碳排放效果； Qs反映單位建筑面積碳排放效果。
【文檔編號】G06Q50/08GK104268807SQ201410472601
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】陳壽峰, 金龍, 章宏偉, 鐘海榮 申請人:上海建科工程咨詢有限公司