专利名称：基于建筑的二氧化碳减排量量化系统及计算方法
技术领域：
本发明涉及一种二氧化碳减排量的量化系统及计算方法，尤其涉及一种基于建筑物的二氧化碳减排量量化系统及计算方法，属于低碳技术领域。
背景技术：
近年来，全球变暖趋势加剧，我国政府也更加关注转变经济增长方式，发展节能减排。温家宝总理在哥本哈根大会上向世界承诺，中国到2020年单位国内生产总值的温室气体排放量较2005年下降40-45%。“十二五”规划中明确要求“综合运用调整产业结构和能源结构、节约能源和提高能效、增加森林碳汇等多种手段，大幅度降低能源消耗强度和二氧化碳排放强度，有效控制温室气体排放。”，要求“控制工业、建筑、交通和农业等领域温室气体排放”。在这种形势下，二氧化碳减排量量化系统及计算方法的建立将对改变建筑能源使用结构，提高建筑能源使用效率，降低建筑碳排放产生积极的作用。建筑运营阶段消耗的能量占社会能量消耗总量相当大的比例，而建筑碳排放主要来自建筑运营阶段能源使用。二氧化碳减排量量化系统及计算方法的建立将促进降低建筑能耗，减少建筑碳排放，加快低碳住宅产业化进程，推广低碳住宅技术方案，促进住宅生产方式改变，带动住宅产品升级和产业的进步。欧盟在2003年提出了 EPBD建筑能效指令，成为法律约束性文件，欧盟各成员国根据该指令分别推出自己的能效计算工具，计算能耗基准线并建立能效证书的制定方法。 其中比较有代表性的是英国推出的建筑能效评估体系。英国对住宅采用SAP (Standard Assessment Procedure)能量等级的标准评估程序，SAP2005是针对建筑能效性能计算的组成部分；对非住宅建筑采用SBEM (Simplified Building Energy Model)方法。SAP方法对建筑年度净耗能进行定级，同时计算住宅的C02排放量，确定环境影响等级。1995年SAP 标识成为英国新建住宅的强制标识。SBEM方法以假想建筑作为基准进行比较，充分考虑室内环境、建筑构造、暖通空调和供热、照明和日光、位置和方向、被动设计特征、可再生能源等因素，并且适用于非本国建筑。丹麦是欧洲开展住宅能效标识最早的国家。1993年丹麦针对建筑的供热能效展开了标识，目前丹麦采用的标识体系是EM (Energy certification scheme for small building)体系禾口 ELO (Energy management scheme for large building)体系，标识对象分别是建筑面积小于和大于1500m2的建筑，它通过一个建筑热模拟程序EN832计算得到建筑全年能耗，并与类似建筑进行比较供购买者参考。爱尔兰的标识体系名为ERBM(Energy Rating Bench Mark)，由一个私人组织 National Irish Centre for Energy Rating (NICER)于 1992 年在欧盟的资助下建立，指标是建筑的每平米能耗。美国在1992年推出了“能源之星(Energy Star) ”体系。“能源之星”是一种保证标识，最初只应用于计算机、显示器和打印机，目前已经有超过40种产品应用这种标识，包括家用电器、制冷制热设备、办公设备以及住宅和公用建筑。此外，在美国应用较为广泛的iSWLEED (Leadership in Energy and Environmental Design)建筑标i只体系，它是一禾中比较标识，评价对象主要是公共建筑和高层住宅，综合考虑了建筑的可持续发展、节水、能源消耗、室内环境等多方面因素，给出一个评价等级。专门针对住宅建筑的版本为LEED-H。相对于欧美国家，我国的能效标识制度发展的较晚。我国也发布了《建筑能效测评与标识技术导则》，并开始研究建筑能效证书制度，但该导则还存在着建筑类型无法细分等诸多问题。由上海市房地产科学研究院编写的《既有民用建筑能效评估标准》也已经在上海实施。该标准是在RESNET建筑能效评价体系的基础上，结合上海地区气候条件以及上海市建筑节能工作的具体推进要求，对RESNET的建筑能效评价方法作了适当调整和改进，提出了适用于上海地区的建筑能效评估方法和评价标准。但是以上所提到的各种能效计算工具、评价体系和标准都无法量化我国国情下的建筑排放的温室气体量。因此，结合我国国情建立适用于建筑的二氧化碳减排量量化系统及计算方法是势在必行的。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于建筑的二氧化碳减排量量化系统及计算方法，针对现有的建筑碳减排大多只有定性分析而缺少定量计算的情况，通过将不同的低碳技术设计效果统一转化为建筑的二氧化碳减排量，进而实现了低碳技术的可量化性，从而更加有利于低碳技术体系在新建建筑与既有建筑改造中的推广使用。为实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种基于建筑的二氧化碳减排量量化系统，其包含依次连接的参数设置模块、碳减排量化处理模块和碳减排数据统计输出模块。所述的参数设置模块包含建筑参数设置模块、预设参数设置模块和常数设置模块。所述的碳减排量化处理模块包含照明节能碳减排模块、建筑节能措施碳减排模块、太阳能热水碳减排模块、节能电器设备碳减排模块、低碳交通碳减排模块、废弃物处理碳减排模块、节水碳减排模块和可再生能源碳减排模块，其输入端分别与所述的建筑参数设置模块、预设参数设置模块和常数设置模块连接，其输出端分别与碳减排数据统计输出模块连接。进一步，本发明还提供一种基于建筑的二氧化碳减排量量化计算方法，其包含以下步骤
步骤1、对于需要量化和计算二氧化碳减排量的建筑，由参数设置模块预先配置用于量化计算建筑二氧化碳减排量的各参数数据；
步骤1.1、由建筑参数设置模块配置该建筑自身的建筑参数数据；
步骤1. 2、由预设参数设置模块配置与该建筑相关的预设参数数据；
步骤1. 3、由常数设置模块配置相关的常数数据；
步骤2、由碳减排量化处理模块量化计算建筑物的二氧化碳的减排量；
步骤2. 1、由照明节能碳减排模块量化计算建筑的照明节能二氧化碳减排量ERl
步骤2. 2、由建筑节能措施碳减排模块量化计算建筑节能措施二氧化碳减排量ER2 ；
步骤2. 3、由太阳能热水碳减排模块量化计算建筑的太阳能热水二氧化碳减排量ER3 ；
步骤2. 4、由节能电器设备碳减排模块量化计算建筑的节能电器设备二氧化碳减排量ER4 ；
步骤2. 5、由低碳交通碳减排模块量化计算建筑的低碳交通二氧化碳减排量ER5 ； 步骤2. 6、由废弃物处理碳减排模块量化计算建筑的废弃物处理二氧化碳减排量ER6 步骤2. 7、由节水碳减排模块量化计算建筑的节水二氧化碳减排量ER7 ； 步骤2. 8、由可再生能源碳减排模块量化计算建筑的可再生能源二氧化碳减排量ER8 步骤3、由碳减排数据统计输出模块根据步骤2. 1-步骤2. 8计算得到的各类二氧化碳减排量，统计并输出当前建筑的二氧化碳总减排量ER和单位面积二氧化碳减排量EI^在所述的步骤1. 1中，具体配置以下建筑参数
步骤1. 1. 1配置涉及照明节能碳减排的建筑参数节能照明的装机功率和日均照明时数Ol;
步骤1. 1. 2配置涉及建筑节能措施碳减排的建筑参数墙体传热系数Uwall、墙体面积 Swall、玻璃传热系数^lass、玻璃窗面积、屋顶传热系数Ura。f、屋顶面积S_f、设计建筑面积S、人员密度P、设计电器设备功率配置EP、建筑冬季运营时数Hw、建筑夏季运营时数Hs 和空调系统能效比COP ；
步骤1. 1. 3配置涉及太阳能热水碳减排的建筑参数太阳能热水的设计容量DCs ； 步骤1. 1. 4配置涉及节能电器设备碳减排的建筑参数节能电器装机容量ICe、家用电器年均运行时数Oe和年平均补充的实际制冷剂数量Arf, ρ ；
步骤1. 1. 5配置涉及低碳交通碳减排的建筑参数年平均服务里程U、机动车的数量η、 电动车实际一百公里电能耗用量EGp,皿。、机动车实际一百公里汽油耗用量EGp, petrol和机动车实际一百公里柴油耗用量E(iP,disel ；
步骤1. 1. 6配置涉及废弃物处理碳减排的建筑参数垃圾数量Q和生物质垃圾的比例
fB；
步骤1. 1. 7配置涉及节水碳减排的建筑参数节水量qsw ；
步骤1. 1. 8配置涉及可再生能源碳减排的建筑参数太阳能发电的装机容量ICs和风力发电的装机容量ICW。在所述的步骤1. 2中，具体配置以下预设参数
步骤1. 2. 1配置涉及照明节能碳减排的预设参数基准照明的额定功率Pu ； 步骤1. 2. 2配置涉及建筑节能措施碳减排的预设参数室内设计温度Tn、冷负荷计算室外逐时值Tw、遮阳系数CZ、最大日得热Djmax、冷负荷系数Ccd、照明灯具的功效A、设计照度 L和建筑空调系统基准能耗BS2 ；
步骤1. 2. 3配置涉及太阳能热水碳减排的预设参数预设初始水温Tl和预设使用水温
T2 ；
步骤1. 2. 4配置涉及节能电器设备碳减排的预设参数基准电器装机容量ICE,B和年平均补充的基准制冷剂数量Q _ B;
步骤1. 2. 5配置涉及低碳交通碳减排的预设参数基准一百公里汽油耗用量EGB,prtMl 和基准一百公里柴油耗用量E(iB,disel ；
步骤1. 2. 6配置涉及可再生能源碳减排的预设参数可再生能源发电日运行时数0N。在所述的步骤1. 3中，具体配置以下常数地方电网的排放因子EFro2,■、天然气碳排放因子EFra,eas、汽油排放因子EFro2,、柴油排放因子EFro2,Disel、生物质燃烧的排放因子EFra, bi。mass、替代生物质产生同等热值的其他燃料的排放因子EFra, f。ssilfml、给水排放因子EFa^watosupply、生物质的净热值NCVbi。mass、人体显热指标Z1、人体潜热指标Z2、灯具发热系数λ 1、设备发热系数λ 2、水的比热容Cp天然气的净热值NVCeas、基准制冷剂排放系数 GffPrefjB和实际制冷剂排放系数GWPretρ。在所述的步骤2. 1中，照明节能碳减排模块根据步骤1. 1. 1、步骤1. 2. 1和步骤 1. 3中的参数数据，量化计算建筑的照明节能二氧化碳减排量ERl
ERl= (PL,B-PL) X0lX365/106XEF⑶2’elec。在所述的步骤2. 2中，建筑节能措施碳减排模块根据步骤1. 1. 2、步骤1. 2. 2和步骤1. 3中的参数数据，量化计算建筑节能措施二氧化碳减排量ER2，具体包括
步骤2. 2. 1、分别计算建筑的外墙墙体得热CLl ；建筑的玻璃负荷CL2 ；建筑的窗户传热负荷CL3 ；建筑的屋顶传热负荷CL4 ；建筑内的人体得热CL5 ；建筑内的照明热负荷CL6以及建筑内的设备热负荷CL7
CLl=UwallXSwallX (Tw-Tn)； CL2=UglassXSglassX (Tw-Tn)； CL3-Sglass X CZ X Djmax X Ccl ； CL4=UroofXSroofX (Tw-Tn)； CL5= (Z1+Z2) XSX P ； CL6=SXLXAX0L/1000 ； CL7=EPXS ；
步骤2. 2. 2、计算建筑内的空调系统的实际热负荷HL和实际冷负荷CL
HL= (CL1+CL2+CL4-CL3-CL5-λ 1XCL6-λ 2XCL7) XHw/1000 ；
CL= (CL1+CL2+CL4+CL3+CL5+ λ 1XCL6+λ 2XCL7) XHs/1000 ；
步骤2. 2. 3、计算建筑内的空调系统的实际制热能耗EH和实际制冷能耗EL
EH=HL/ COP ；
EL=CL/ COP ；
步骤2. 2. 4、计算建筑节能措施的二氧化碳减排量ER2 :ER2=(EH+EL 一 BS2) X EFc02jELECO在所述的步骤2. 3中，太阳能热水碳减排模块根据步骤1. 1. 3、步骤1. 2. 3和步骤 1. 3中的参数数据，量化计算建筑的太阳能热水二氧化碳减排量ER3，具体包括
步骤2. 3. 1、计算热水系统基准碳排放量BE3 ；
若热水系统采用电能，则
BE 3—Eelec X EFc02j elec ；
Eelec=DCs X (T2-T1) X C水/3600 ；
其中，Earc表示热水系统电能消耗量；
若热水系统采用天然气，则
BE3-EGas X EFc02j Gas ；
Ecas=DCsX (T2-T1) XC水/NCVcas ；
其中，Eeas表示热水系统天然气消耗量；
步骤2. 3. 2、计算太阳能热水系统碳排放量PE3=0 ；
步骤2. 3. 3、计算太阳能热水二氧化碳减排量ER3 :ER3=BE3 一 PE3。
在所述的步骤2. 4中，节能电器设备碳减排模块根据步骤1. 1. 4、步骤1. 2. 4和步骤1. 3中的参数数据，量化计算建筑的节能电器设备二氧化碳减排量ER4，具体包括
步骤2. 4. 1、计算基准电器消耗能源年碳排放量BE4
ΒΕ4-Εβ X EFc02j ELEC + Qref, B X GWPref, B ； Eb=ICe, BX Oe ；
其中，&表示基准电器年能量消耗量；
步骤2. 4. 2、计算节能电器消耗能源年碳排放量PE4
PE4- Ep X EFc02j ELEC + Q ref, P X GWPref’ P ；
Ep=ICeX Oe ；
其中，Ep表示节能电器年能量消耗量；
步骤2. 4. 3、计算节能电器设备二氧化碳减排量ER4 :ER4=BE4 一 PE4。在所述的步骤2. 5中，低碳交通碳减排模块根据步骤1. 1. 5、步骤1. 2. 5和步骤 1. 3中的参数数据，量化计算建筑的低碳交通二氧化碳减排量ER5，具体包括
步骤2. 5. 1、计算基准交通碳排放量BE5
若基准交通工具采用汽油作为能源，则BE5= EGB,petrolXUXnXEFC02;Petrol ；
若基准交通工具采用柴油作为能源，则BE5= EGBjdiselXUXnXEFC02;Disel ；
步骤2. 5. 2、计算低碳交通碳排放量PE5
若低碳交通工具为使用电能的电动车，则PE5=EGP,^XEFCQ^EC ；
若低碳交通工具为使用电能和汽油混合的混合动力车，则
PE5- EGp，ELEC X EFc02, ELEC + EGp7 Petrol X EFc02, Petrol ‘
若低碳交通工具为使用电能和柴油混合的混合动力车，则
PE5- EGp，ELEC X EFc02, ELEC + EGp7 Disel X EFc02, Disel ‘
步骤2. 5. 3、计算低碳交通二氧化碳减排量ER5 :ER5=BE5 一 PE5。在所述的步骤2. 6中，废弃物处理碳减排模块根据步骤1. 1. 6和步骤1. 3中的参数数据，量化计算建筑的废弃物处理二氧化碳减排量ER6
ER6-Q X fB X NCVbiomass X (EFco2 fossiifuei_EFbiomass)。在所述的步骤2. 7中，节水碳减排模块根据步骤1. 1. 7和步骤1. 3中的参数数据， 量化计算建筑的节水二氧化碳减排量ER7 :ER7=qsw XEFc02jwatersupply0在所述的步骤2. 8中，可再生能源碳减排模块根据步骤1. 1. 8、步骤1. 2. 6和步骤 1. 3中的参数数据，量化计算建筑的可再生能源二氧化碳减排量ER8 :ER8=(ICs+ICff) XOnX 365 x EFc02jeleco在所述的步骤3中，碳减排数据统计输出模块计算得到 ER=ER1+ER2+ER3+ER4+ER5+ER6+ER7+ER8 ；
ERa=ER/ S ο综上所述，本发明所述的基于建筑的二氧化碳减排量量化系统及计算方法，将建筑运营阶段可以实现的二氧化碳减排方式归为8类，包括照明节能、建筑节能措施、太阳能热水、节能电器设备、低碳交通、废弃物处理、节水和可再生能源。通过对这8类二氧化碳减排方式的碳减排直接量化，最终得出建筑运营阶段的二氧化碳减排总量以及单位面积的二氧化碳减排量。
本发明实现了描述现有的城市建筑碳排放情况，可以依据建筑的相关参数信息， 采用直接计算的方法即可获得建筑的二氧化碳减排信息。并且在这个过程中，实现了所有参数数据的整合与分类，根据参数数据的性质分类为建筑参数、预设参数和常数，便于快速有效地收集所需的参数数据。本发明针对现有的建筑碳减排大多只有定性分析而缺少定量计算的情况，通过将不同的低碳技术设计效果统一转化为建筑的二氧化碳减排量，进而实现了低碳技术的可量化性，从而更加有利于低碳技术体系在新建建筑与既有建筑改造中的推广使用。本发明应用的范围较为广泛，可适用于不同环境气候下的民用建筑在建筑运营阶段的二氧化碳减排量的科学计量，同时亦可广泛应用于各种需要进行低碳建筑的减排效应评价之场合，有助于低碳技术的应用和低碳建筑的推广。
图1为本发明中基于建筑的二氧化碳减排量量化系统的结构示意图。
具体实施例方式以下结合图1，详细说明本发明的一个优选的实施例。如图1所示，为本发明中基于建筑的二氧化碳减排量量化系统的结构示意图，其包含依次连接的参数设置模块1、碳减排量化处理模块2和碳减排数据统计输出模块3。其中，所述的参数设置模块1包含建筑参数设置模块11、预设参数设置模块12和常数设置模块13。所述的碳减排量化处理模块2包含照明节能碳减排模块21、建筑节能措施碳减排模块22、太阳能热水碳减排模块23、节能电器设备碳减排模块M、低碳交通碳减排模块25、 废弃物处理碳减排模块沈、节水碳减排模块27和可再生能源碳减排模块观，其输入端分别与所述的建筑参数设置模块11、预设参数设置模块12和常数设置模块13连接，其输出端分别与碳减排数据统计输出模块3连接。根据上述的二氧化碳减排量量化系统，本发明还提出基于建筑的二氧化碳减排量量化计算，以下详细说明其主要包含的各步骤。步骤1、由参数设置模块1预先配置用于量化计算建筑二氧化碳减排量的各参数数据。步骤1. 1、对于需要量化和计算二氧化碳减排量的建筑物，由建筑参数设置模块 11配置该建筑物自身的建筑参数数据。具体包括
步骤1.1.1涉及照明节能碳减排的建筑参数节能照明的装机功率1\和日均照明时数
Ol;
步骤1. 1. 2涉及建筑节能措施(制冷、制暖空调)碳减排的建筑参数墙体传热系数 Uwall、墙体面积Swall、玻璃传热系数^lass、玻璃窗面积\lass、屋顶传热系数U_f、屋顶面积 S_f、设计建筑面积S、人员密度P、设计电器设备功率配置EP、建筑冬季运营时数Hw、建筑夏季运营时数Hs和空调系统能效比COP ；
步骤1. 1. 3涉及太阳能热水碳减排的建筑参数太阳能热水的设计容量DCs ；步骤1. 1. 4涉及节能电器设备碳减排的建筑参数节能电器装机容量ICe、家用电器年均运行时数Oe和年平均补充的实际制冷剂数量Arf, ρ ；
步骤1. 1. 5涉及低碳交通碳减排的建筑参数年平均服务里程U、机动车的数量η、电动车实际一百公里电能耗用量EGp, 、机动车实际一百公里汽油耗用量EGp, petrol和机动车实际一百公里柴油耗用量E(iP,disel ；
步骤1. 1. 6涉及废弃物处理碳减排的建筑参数垃圾数量Q和生物质垃圾的比例fB ； 步骤1. 1. 7涉及节水碳减排的建筑参数节水量qsw ；
步骤1. 1. 8涉及可再生能源碳减排的建筑参数太阳能发电的装机容量ICs和风力发电的装机容量ICW。步骤1. 2、对于需要量化和计算二氧化碳减排量的建筑物，由预设参数设置模块 12配置与该建筑物相关的预设参数数据。具体包括
步骤1. 2. 1涉及照明节能碳减排的预设参数基准照明的额定功率Pu ； 步骤1. 2. 2涉及建筑节能措施(制冷、制暖空调)碳减排的预设参数室内设计温度Tn、 冷负荷计算室外逐时值Tw、遮阳系数CZ、最大日得热Dinax、冷负荷系数Cd、照明灯具的功效 A、设计照度L和建筑空调系统基准能耗BS2 ；
步骤1. 2. 3涉及太阳能热水碳减排的预设参数预设初始水温Tl和预设使用水温T2 ； 步骤1. 2. 4涉及节能电器设备碳减排的预设参数基准电器装机容量ICE,B和年平均补充的基准制冷剂数量Q _ B;
步骤1. 2. 5涉及低碳交通碳减排的预设参数基准一百公里汽油耗用量EGb, petrol和基准一百公里柴油耗用量E ,disεl ；
步骤1. 2. 6涉及可再生能源碳减排的预设参数可再生能源发电日运行时数0N。步骤1. 3、对于需要量化和计算二氧化碳减排量的建筑物，由常数设置模块13配置相关的常数数据。具体包括地方电网的排放因子EFra,■、天然气碳排放因子EFa^eas、汽油排放因子EFa^prtral、柴油排放因子ΕΡω2,Μ-、生物质燃烧的排放因子EFa^bitraiass、替代生物质产生同等热值的其他燃料的排放因子EFro2, f。ssilflKl、给水排放因子EFro2,watCTSupply、生物质的净热值NCVbi。mass、人体显热指标Z1、人体潜热指标Z2、灯具发热系数λ 1、设备发热系数λ2、水的比热容C’天然气的净热值NVCeas、基准制冷剂排放系数GWPref,Β和实际制冷剂排放系数 GWPrefj ρ ο步骤2、由碳减排量化处理模块2量化计算建筑物的二氧化碳的减排量。步骤2. 1、由照明节能碳减排模块21根据步骤1. 1. 1、步骤1. 2. 1和步骤1. 3中的参数数据，量化计算建筑的照明节能二氧化碳减排量ERl
ERl= (PL,B-PL) X0lX365/106XEF⑶2’elec。步骤2. 2、由建筑节能措施碳减排模块22根据步骤1. 1. 2、步骤1. 2. 2和步骤1. 3 中的参数数据，量化计算建筑节能措施(制冷、制暖空调)二氧化碳减排量ER2。具体包括
步骤2. 2. 1、分别计算建筑的外墙墙体得热CLl ；建筑的玻璃负荷CL2 ；建筑的窗户传热负荷CL3 ；建筑的屋顶传热负荷CL4 ；建筑内的人体得热CL5 ；建筑内的照明热负荷CL6以及建筑内的设备热负荷CL7
CLl=UwallXSwallX (Tw-Tn)； CL2=UglassXSglassX (Tw-Tn)； CL3-Sglass X CZ X Djmax X Ccl ； CL4=UroofXSroofX (Tw-Tn)； CL5= (Z1+Z2) XSX P ； CL6=SXLXAX0L/1000 ； CL7=EPXS。步骤2. 2. 2、计算建筑内的空调系统的实际热负荷HL和实际冷负荷CL HL= (CL1+CL2+CL4-CL3-CL5-λ 1XCL6-λ 2XCL7) XHw/1000 ；
CL= (CL1+CL2+CL4+CL3+CL5+ λ 1XCL6+ λ 2XCL7) XHs/1000。步骤2. 2. 3、计算建筑内的空调系统的实际制热能耗EH和实际制冷能耗EL EH=HL/ COP ；
EL=CL/ COP0步骤2. 2. 4、计算建筑节能措施(制冷、制暖空调)的二氧化碳减排量ER2 :ER2= (EH+EL — BS2 ) XEFc02 ELECO步骤2. 3、由太阳能热水碳减排模块23根据步骤1. 1. 3、步骤1. 2. 3和步骤1. 3中的参数数据，量化计算建筑的太阳能热水二氧化碳减排量ER3。具体包括
步骤2. 3. 1、根据当前建筑的热水系统具体所使用的能源，计算热水系统基准碳排放量
BE3 ；
若热水系统采用电能，则
BE 3—Eelec X EFc02j elec ；
Eelec=DCs X (T2-T1) X C水/3600 ；
其中，Earc表示热水系统电能消耗量；
若热水系统采用天然气，则
BE3-EGas X EFc02j Gas ；
Ecas=DCsX (T2-T1) XC水/NCVcas ；
其中，Eeas表示热水系统天然气消耗量；
步骤2. 3. 2、计算太阳能热水系统碳排放量PE3 ；由于太阳能热水系统采用的是可再生能源，因此，其碳排放量PE3=0。步骤2. 3. 3、计算太阳能热水二氧化碳减排量ER3 :ER3=BE3 一 PE3。步骤2. 4、由节能电器设备碳减排模块M根据步骤1. 1. 4、步骤1. 2. 4和步骤1. 3 中的参数数据，量化计算建筑的节能电器设备二氧化碳减排量ER4。具体包括
步骤2. 4. 1、计算基准电器消耗能源年碳排放量BE4
ΒΕ4-Εβ X EFc02j ELEC + Qref, B X GWPref, B ； Eb=ICe, BX Oe ；
其中，&表示基准电器年能量消耗量。
步骤2. 4. 2、计算节能电器消耗能源年碳排放量PE4
PE4- Ep X EFc02j ELEC + Q ref, P X GWPref’ P ；
Ep=ICeX Oe ；
其中，Ep表示节能电器年能量消耗量。步骤2. 4. 3、计算节能电器设备二氧化碳减排量ER4 :ER4=BE4 一 PE4。步骤2. 5、由低碳交通碳减排模块25根据步骤1. 1. 5、步骤1. 2. 5和步骤1. 3中的参数数据，量化计算建筑的低碳交通二氧化碳减排量ER5。具体包括
步骤2. 5. 1、计算基准交通碳排放量BE5，一般情况下，基准交通工具为普通机动车，所使用的能源是汽油或是柴油
若基准交通工具采用汽油作为能源，则 BE5= EGb, petrol XUXnX EFc02j Petrol ； 若基准交通工具采用柴油作为能源，则 BE5= E(}B,diselXUXnXEFC02’Disel。步骤2. 5. 2、计算低碳交通碳排放量PE5，一般情况下，低碳交通工具为使用电能的电动车，或者是使用电能和柴油混合的混合动力车，或者是使用电能和汽油混合的混合动力车
若低碳交通工具为使用电能的电动车，则 pe 5-egp，elec x efc02, elec ；
若低碳交通工具为使用电能和汽油混合的混合动力车，则 PE5- EGp，ELEC X EFc02, ELEC + EGp7 Petrol X EFc02, Petrol ‘ 若低碳交通工具为使用电能和柴油混合的混合动力车，则 PE5- EGp，ELEC X EFc02, ELEC + EGp7 Disel X EFc02, Disel ‘ 步骤2. 5. 3、计算低碳交通二氧化碳减排量ER5 :ER5=BE5 一 PE5。步骤2. 6、由废弃物处理碳减排模块沈根据步骤1. 1. 6和步骤1. 3中的参数数据， 量化计算建筑的废弃物处理二氧化碳减排量ER6
ER6-Q X fB X NCVbiomass X (EFco2 fossiifuei_EFbiomass)。步骤2. 7、由节水碳减排模块27根据步骤1. 1. 7和步骤1. 3中的参数数据，量化计算建筑的节水二氧化碳减排量ER7 :ER7=qsw X EFc02jwatersupply0步骤2. 8、由可再生能源碳减排模块28根据步骤1. 1. 8、步骤1. 2. 6和步骤1. 3中的参数数据，量化计算建筑的可再生能源二氧化碳减排量ER8
ER8= (ICs+ICff) XOnX 365 X EFCQ2，ELEC。步骤3、由碳减排数据统计输出模块3根据步骤2. 1-步骤2. 8计算得到的各类二氧化碳减排量，统计并输出当前建筑的二氧化碳总减排量ER和单位面积二氧化碳减排量 ERA
ER=ER1+ER2+ER3+ER4+ER5+ER6+ER7+ER8 ； ERa=ER/ S ο综上所述，本发明所述的基于建筑的二氧化碳减排量量化系统及计算方法，将建筑运营阶段可以实现的二氧化碳减排方式归为8类，包括照明节能、建筑节能措施、太阳能热水、节能电器设备、低碳交通、废弃物处理、节水和可再生能源。通过对这8类二氧化碳减排方式的碳减排直接量化，最终得出建筑运营阶段的二氧化碳减排总量以及单位面积的二氧化碳减排量。本发明实现了描述现有的城市建筑碳排放情况，可以依据建筑的相关参数信息， 采用直接计算的方法即可获得建筑的二氧化碳减排信息。并且在这个过程中，实现了所有参数数据的整合与分类，根据参数数据的性质分类为建筑参数、预设参数和常数，便于快速有效地收集所需的参数数据。本发明针对现有的建筑碳减排大多只有定性分析而缺少定量计算的情况，通过将不同的低碳技术设计效果统一转化为建筑的二氧化碳减排量，进而实现了低碳技术的可量化性，从而更加有利于低碳技术体系在新建建筑与既有建筑改造中的推广使用。本发明应用的范围较为广泛，可适用于不同环境气候下的民用建筑在建筑运营阶段的二氧化碳减排量的科学计量，同时亦可广泛应用于各种需要进行低碳建筑的减排效应评价之场合，有助于低碳技术的应用和低碳建筑的推广。尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种基于建筑的二氧化碳减排量量化系统，其特征在于，包含依次连接的参数设置模块(1)、碳减排量化处理模块(2 )和碳减排数据统计输出模块(3 )。
2.如权利要求1所述的基于建筑的二氧化碳减排量量化系统，其特征在于，所述的参数设置模块(1)包含建筑参数设置模块(11 )、预设参数设置模块(12)和常数设置模块 (13)。
3.如权利要求2所述的基于建筑的二氧化碳减排量量化系统，其特征在于，所述的碳减排量化处理模块(2)包含照明节能碳减排模块(21)、建筑节能措施碳减排模块(22)、太阳能热水碳减排模块(23)、节能电器设备碳减排模块(24)、低碳交通碳减排模块(25)、废弃物处理碳减排模块(26 )、节水碳减排模块(27 )和可再生能源碳减排模块(28 )，该些模块的输入端分别与所述的建筑参数设置模块(11)、预设参数设置模块(12)和常数设置模块 (13)连接，该些模块的输出端分别与碳减排数据统计输出模块(3)连接。
4.一种基于建筑的二氧化碳减排量量化计算方法，其特征在于，包含以下步骤 步骤1、对于需要量化和计算二氧化碳减排量的建筑，由参数设置模块(1)预先配置用于量化计算建筑二氧化碳减排量的各参数数据；步骤1. 1、由建筑参数设置模块(11)配置该建筑自身的建筑参数数据；步骤1. 2、由预设参数设置模块(12)配置与该建筑相关的预设参数数据；步骤1.3、由常数设置模块(13)配置相关的常数数据；步骤2、由碳减排量化处理模块(2)量化计算建筑物的二氧化碳的减排量；步骤2. 1、由照明节能碳减排模块(21)量化计算建筑的照明节能二氧化碳减排量ERl 步骤2. 2、由建筑节能措施碳减排模块(22)量化计算建筑节能措施二氧化碳减排量ER2 ；步骤2. 3、由太阳能热水碳减排模块(23)量化计算建筑的太阳能热水二氧化碳减排量ER3 ；步骤2. 4、由节能电器设备碳减排模块(24)量化计算建筑的节能电器设备二氧化碳减排量ER4 ；步骤2. 5、由低碳交通碳减排模块(25)量化计算建筑的低碳交通二氧化碳减排量ER5; 步骤2. 6、由废弃物处理碳减排模块(26)量化计算建筑的废弃物处理二氧化碳减排量ER6 步骤2. 7、由节水碳减排模块(27)量化计算建筑的节水二氧化碳减排量ER7 ； 步骤2. 8、由可再生能源碳减排模块(28)量化计算建筑的可再生能源二氧化碳减排量ER8 步骤3、由碳减排数据统计输出模块(3)根据步骤2. 1-步骤2. 8计算得到的各类二氧化碳减排量，统计并输出当前建筑的二氧化碳总减排量ER和单位面积二氧化碳减排量 ERA。
5.如权利要求4所述的基于建筑的二氧化碳减排量量化计算方法，其特征在于，在所述的步骤1. 1中，具体配置以下建筑参数步骤1. 1. 1配置涉及照明节能碳减排的建筑参数节能照明的装机功率和日均照明时数Ol;步骤1. 1. 2配置涉及建筑节能措施碳减排的建筑参数墙体传热系数Uwall、墙体面积Swall、玻璃传热系数^lass、玻璃窗面积、屋顶传热系数Ura。f、屋顶面积S_f、设计建筑面积S、人员密度P、设计电器设备功率配置EP、建筑冬季运营时数Hw、建筑夏季运营时数Hs 和空调系统能效比COP ；步骤1. 1. 3配置涉及太阳能热水碳减排的建筑参数太阳能热水的设计容量DCs ； 步骤1. 1. 4配置涉及节能电器设备碳减排的建筑参数节能电器装机容量ICe、家用电器年均运行时数Oe和年平均补充的实际制冷剂数量Arf, ρ ；步骤1. 1. 5配置涉及低碳交通碳减排的建筑参数年平均服务里程U、机动车的数量η、 电动车实际一百公里电能耗用量EGp, Ει、机动车实际一百公里汽油耗用量EGp, petrol以及机动车实际一百公里柴油耗用量E(iP,disel ；步骤1. 1. 6配置涉及废弃物处理碳减排的建筑参数垃圾数量Q和生物质垃圾的比例fB；步骤1. 1. 7配置涉及节水碳减排的建筑参数节水量qsw ；步骤1. 1. 8配置涉及可再生能源碳减排的建筑参数太阳能发电的装机容量ICs和风力发电的装机容量ICW。
6.如权利要求5所述的基于建筑的二氧化碳减排量量化计算方法，其特征在于，在所述的步骤1. 2中，具体配置以下预设参数步骤1. 2. 1配置涉及照明节能碳减排的预设参数基准照明的额定功率Pu ； 步骤1. 2. 2配置涉及建筑节能措施碳减排的预设参数室内设计温度Tn、冷负荷计算室外逐时值Tw、遮阳系数CZ、最大日得热Djmax、冷负荷系数Ccd、照明灯具的功效A、设计照度 L和建筑空调系统基准能耗BS2 ；步骤1. 2. 3配置涉及太阳能热水碳减排的预设参数预设初始水温Tl和预设使用水温T2 ；步骤1. 2. 4配置涉及节能电器设备碳减排的预设参数基准电器装机容量ICE,B和年平均补充的基准制冷剂数量Q _ B;步骤1. 2. 5配置涉及低碳交通碳减排的预设参数基准一百公里汽油耗用量EGB,prtMl 和基准一百公里柴油耗用量E(iB,disel ；步骤1. 2. 6配置涉及可再生能源碳减排的预设参数可再生能源发电日运行时数0N。
7.如权利要求6所述的基于建筑的二氧化碳减排量量化计算方法，其特征在于， 在所述的步骤1. 3中，具体配置以下常数地方电网的排放因子EFto2JP天然气碳排放因子EFro2; eas、汽油排放因子EFro2; Petrol、柴油排放因子EFa^ Disel、生物质燃烧的排放因子 EFa^bitjmass、替代生物质产生同等热值的其他燃料的排放因子EFa^ftssilfml、给水排放因子 EFc02, watersupply>生物质的净热值NCVbi_ss、人体显热指标Zl、人体潜热指标Z2、灯具发热系数λ 1、设备发热系数λ2、水的比热容Cp天然气的净热值NVCeas、基准制冷剂排放系数 GffPrefjB和实际制冷剂排放系数GWPretρ。
8.如权利要求7所述的基于建筑的二氧化碳减排量量化计算方法，其特征在于，在所述的步骤2. 1中，照明节能碳减排模块(21)根据步骤1. 1. 1、步骤1. 2. 1和步骤1. 3中的参数数据，量化计算建筑的照明节能二氧化碳减排量ERl ERl= (PL,B-PL) X0lX365/106XEF⑶2’elec。
9.如权利要求8所述的基于建筑的二氧化碳减排量量化计算方法，其特征在于，在所述的步骤2. 2中，建筑节能措施碳减排模块(22)根据步骤1. 1. 2、步骤1. 2. 2和步骤1. 3中的参数数据，量化计算建筑节能措施二氧化碳减排量ER2，具体包括步骤2. 2. 1、分别计算建筑的外墙墙体得热CLl ；建筑的玻璃负荷CL2 ；建筑的窗户传热负荷CL3 ；建筑的屋顶传热负荷CL4 ；建筑内的人体得热CL5 ；建筑内的照明热负荷CL6以及建筑内的设备热负荷CL7:CLl=UwallXSwallX (Tw-Tn)； CL2=UglassXSglassX (Tw-Tn)； CL3-Sglass X CZ X Djmax X Ccl ； CL4=UroofXSroofX (Tw-Tn)； CL5= (Z1+Z2) XSX P ； CL6=SXLXAX0L/1000 ； CL7=EPXS ；步骤2. 2. 2、计算建筑内的空调系统的实际热负荷HL和实际冷负荷CL HL= (CL1+CL2+CL4-CL3-CL5-λ 1XCL6-λ 2XCL7) XHw/1000 ；CL= (CL1+CL2+CL4+CL3+CL5+ λ 1XCL6+λ 2XCL7) XHs/1000 ；步骤2. 2. 3、计算建筑内的空调系统的实际制热能耗EH和实际制冷能耗EL EH=HL/ COP ；EL=CL/ COP ；步骤2. 2. 4、计算建筑节能措施的二氧化碳减排量ER2 :ER2=(EH+EL 一 BS2) X EFc02jELECO
10.如权利要求9所述的基于建筑的二氧化碳减排量量化计算方法，其特征在于，在所述的步骤2. 3中，太阳能热水碳减排模块(23)根据步骤1. 1. 3、步骤1. 2. 3和步骤1. 3中的参数数据，量化计算建筑的太阳能热水二氧化碳减排量ER3，具体包括步骤2. 3. 1、计算热水系统基准碳排放量BE3 ；若热水系统采用电能，则BE 3—Eelec X EFc02j elec ；Eelec=DCs X (T2-T1) X C水/3600 ；其中，Earc表示热水系统电能消耗量；若热水系统采用天然气，则BE3-EGas X EFc02j Gas ；Ecas=DCsX (T2-T1) XC水/NCVcas ；其中，Eeas表示热水系统天然气消耗量；步骤2. 3. 2、计算太阳能热水系统碳排放量PE3=0 ；步骤2. 3. 3、计算太阳能热水二氧化碳减排量ER3 :ER3=BE3 一 PE3。
11.如权利要求10所述的基于建筑的二氧化碳减排量量化计算方法，其特征在于，在所述的步骤2. 4中，节能电器设备碳减排模块(24)根据步骤1. 1. 4、步骤1. 2. 4和步骤1. 3 中的参数数据，量化计算建筑的节能电器设备二氧化碳减排量ER4，具体包括步骤2. 4. 1、计算基准电器消耗能源年碳排放量BE4 BE4=EbXEFc02’elec + Qrefj β X GWPref’ B ； Eb=ICe, βX Oe ；其中，&表示基准电器年能量消耗量； 步骤2. 4. 2、计算节能电器消耗能源年碳排放量PE4 PE4= EpXEFc02,elec + Q ref’ ρ X GffPref, ρ ； Ep=ICeX Oe ；其中，Ep表示节能电器年能量消耗量；步骤2. 4. 3、计算节能电器设备二氧化碳减排量ER4 :ER4=BE4 一 PE4。
12.如权利要求11所述的基于建筑的二氧化碳减排量量化计算方法，其特征在于，在所述的步骤2. 5中，低碳交通碳减排模块(25)根据步骤1. 1. 5、步骤1. 2. 5和步骤1. 3中的参数数据，量化计算建筑的低碳交通二氧化碳减排量ER5，具体包括步骤2. 5. 1、计算基准交通碳排放量BE5 若基准交通工具采用汽油作为能源，则BE5= EGb, petrol XUXnX EFc02j Petrol ；若基准交通工具采用柴油作为能源，则BE5= EGB,diselXUXnXEFC02’Disel;步骤2. 5. 2、计算低碳交通碳排放量PE5 若低碳交通工具为使用电能的电动车，则PE5=EGp,^XEFcq^ec ；若低碳交通工具为使用电能和汽油混合的混合动力车，则PE5- EGp，ELEC X EFc02, ELEC + EGp7 petrol X EFc02, Petrol ‘若低碳交通工具为使用电能和柴油混合的混合动力车，则PE5- EGp，ELEC X EFc02, ELEC + EGp7 disel X EFc02, Disel ‘步骤2. 5. 3、计算低碳交通二氧化碳减排量ER5 :ER5=BE5 一 PE5。
13.如权利要求12所述的基于建筑的二氧化碳减排量量化计算方法，其特征在于， 在所述的步骤2. 6中，废弃物处理碳减排模块(26)根据步骤1. 1. 6和步骤1. 3中的参数数据，量化计算建筑的废弃物处理二氧化碳减排量ER6 :ER6=QX fBXNCVbiomassX (EFco2,-FF >fossilfuel l^l Momassy 0
14.如权利要求13所述的基于建筑的二氧化碳减排量量化计算方法，其特征在于，在所述的步骤2. 7中，节水碳减排模块(27)根据步骤1. 1. 7和步骤1. 3中的参数数据，量化计算建筑的节水二氧化碳减排量ER7 :ER7=qsw XEFc02jwatersupply0
15.如权利要求14所述的基于建筑的二氧化碳减排量量化计算方法，其特征在于，在所述的步骤2. 8中，可再生能源碳减排模块(28)根据步骤1. 1. 8、步骤1. 2. 6和步骤1. 3中的参数数据，量化计算建筑的可再生能源二氧化碳减排量ER8 :ER8=(ICs+ICff) X0NX365XEF1 C02, ELEC°
16.如权利要求15所述的基于建筑的二氧化碳减排量量化计算方法，其特征在于，在所述的步骤3中，碳减排数据统计输出模块(3)计算得到ER=ER1+ER2+ER3+ER4+ER5+ER6+ER7+ER8 ； ERa=ER/ S ο
全文摘要
本发明公开了一种基于建筑的二氧化碳减排量量化系统及计算方法，将建筑运营阶段可以实现的二氧化碳减排方式归为8类，包括照明节能、建筑节能措施、太阳能热水、节能电器设备、低碳交通、废弃物处理、节水和可再生能源。通过对这8类二氧化碳减排方式的碳减排直接量化，最终得出建筑运营阶段的二氧化碳减排总量以及单位面积的二氧化碳减排量。本发明针对现有的建筑碳减排大多只有定性分析而缺少定量计算的情况，通过将不同的低碳技术设计效果统一转化为建筑的二氧化碳减排量，进而实现了低碳技术的可量化性，从而更加有利于低碳技术体系在新建建筑与既有建筑改造中的推广使用。
文档编号G06F19/00GK102243685SQ201110078329
公开日2011年11月16日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者何大为, 王建龙, 董亚萍, 陈永忠, 陈硕 申请人:翎零碳建筑科技(上海)有限公司