基于全生命周期的住区改造前后碳排放影响核算方法及系统

本发明涉及碳排放，特别涉及一种基于全生命周期的住区改造 前后碳排放影响核算方法及系统。

背景技术：

1、住区改造是针对既有老旧小区进行改造更新升级，由于建设年代早，城 市老旧小区存在居住建筑年久失修、配套基础设施不完善、社区公共活动空 间不足等诸多问题，老旧小区改造不仅量大面广，更具有较大的节能减排潜 力。

2、cn114580851a公开了一种基于全生命周期碳排放计算的既有建筑改造 数字化设计方法，包括以下步骤：一、构建既有建筑改造前bim模型：将建 筑工程图纸导入bim软件进行自动化翻模，建立改造前的第一bim模型；根 据建筑几何特征布置传感器，获取既有建筑的实测点云数据集；交互第一bim 模型和实测点云数据集，以点云数据为基准调整第一bim模型使其和点云数 据匹配，建立改造前的第二bim模型；将建筑能耗分析相关数据输入第二 bim模型；对第二bim模型进行标准化处理，建立第三bim模型；所述第 三bim模型包含建筑的空间数据、坐标数据、构件数据、能耗数据、建筑运 行特征数据；二、计算既有建筑改造前全生命周期碳排放指标；三、计算既 有建筑改造后全生命周期碳排放指标：根据当前改造方案确定原建筑需拆除 部分和新建部分，分别建立建筑拆除完成的第四bim模型和改造后的第五 bim模型；所述第四bim模型包含既有建筑完成拆除后的建筑的空间数据、 坐标数据、构件数据，所述第五bim模型包含既有建筑完成改造后的建筑的 空间数据、坐标数据、构件数据；将第三bim模型和第四bim模型进行交 互，对比拆除前后的bim模型，生成拆除建材清单，并根据建材清单和施工 定额计算生成拆除作业的机械台班消耗工程量；将第五bim模型和第四bim 模型进行交互，对比改造后和拆除后的bim模型，生成新建建材清单，并根 据建材清单和施工定额计算生成改造作业机械台班消耗工程量；嵌入建材碳 排放因子库、施工机械用能碳排放因子库及其各自对应的计算规则，计算拆 除建材回收利用的碳减排量ccyc、建材生产碳排放量cprod、拆除作业施工 碳排放量cdemo、改造作业施工碳排放量ccons；将建筑能耗分析相关数据 输入第五bim模型，并进行标准化封装建立第六bim模型；所述第六bim 模型包含既有建筑完成改造后的建筑的空间数据、坐标数据、构件数据、能 耗数据、建筑运行特征数据、标准化数据；对第六bim模型进行能耗分析， 并解析用能结构；嵌入能源碳排放因子库、国家电网提供的不同区域电力碳 排放参数及其各自对应的计算规则，计算各分项碳排放量，包括照明、制冷、 采暖、电梯、生活热水、新能源利用，并最终汇总计算建筑运行阶段碳排放 量coper；汇总建筑拆除、改造及运行阶段的碳排放量，得到既有建筑改造后 全生命周期碳排放指标c＝ccyc+cprod+cdemo+ccons+coper；四、优化：分 析碳排放指标是否达标，若未达标则返回步骤三优化改造方案，重新构建第 四、五、六bim模型，进行优化，直到根据改造方案计算的碳排放指标达标， 最终确定既有建筑改造方案。

3、在现有技术中，碳排放核算以建筑单体节能能耗改造措施带来的运营阶 段减碳量作为衡量标准，不仅难以衡量整个老旧住区改造前后的碳排放影响， 并且忽略了在改造过程中拆除过程、运输、仓储、景观绿化等其它相关因素 的影响。

技术实现思路

1、通过长期的研究实践，面对老旧住区改造前后的碳排放影响，从改造过 程中对碳排放进行全生命周期的衡量，从而不仅能够反映老旧住区改造前后 碳排放的影响，更能反映在改造过程中的碳排放量的核算。

2、有鉴于此，本发明旨在提出一种基于全生命周期的住区改造前后碳排放 影响核算方法，该基于全生命周期的住区改造前后碳排放影响核算方法包括，

3、步骤s1，确定物化阶段的碳排放因子，并根据碳排放因子用于统计物化 阶段的碳排放影响erma，其中，物化阶段的碳排放影响至少包括改造所需的 物料生产阶段耗能和材料加工中碳排放em、物料运输过程中运输工具动力消 耗的碳排放et；改造施工中各类机械设备运行的能耗产生的碳排放ec；

4、erma＝em+et+ec；

5、步骤s2，确定使用阶段的碳排放清单，对住区在改造前的使用阶段碳排 放进行评估，根据碳排放清单，搜集对使用阶段碳排放有影响的改造活动水 平数据，并对其环境影响进行评估获得使用阶段碳排放影响erop；

6、步骤s3，统计拆除阶段的不同拆除措施下的碳排放erde，

7、erde＝ecw+etw+er；

8、其中，ecw为拆除施工的碳排放，etw为废物运输的碳排放，er为回收处 理的碳排放；

9、步骤s4，统计住区改造过程中物化阶段、使用阶段、拆除阶段碳排放影 响分别为erma、erop、erde；核算住区改造的碳排放总量er为，

10、er＝erma+erop+erde

11、其中，碳排放erma、erop、erde折算为co2的重量值。

12、优选地，在步骤s1中，物料开采及生产过程的能耗和碳源转化确定材料 的碳排放因子，物料生产阶段耗能和材料加工中碳排放em为，

13、

14、其中，材料的碳排放因子cfi，改造过程中材料消耗量mi，i为改造过程 中涉及的材料类型，n为改造过程中涉及总的材料类型数目。

15、优选地，在步骤s1中，根据运输方式确定物料运输产生的碳排放，物料 运输过程中运输工具动力消耗的碳排放et为，

16、

17、其中，i为改造过程中物料种类，a为改造过程中物料种类总数目，对第 i种物料采用某种运输方式的碳排放因子cti，li为第i种物料运输过程中路 程距离。

18、优选地，在步骤s1中，改造施工中各类机械设备运行的能耗产生的碳排 放ec为，

19、

20、其中，i为机械种类，ni为第i类机械台班数量，第i类机械的碳排放因 子cji。

21、优选地，步骤s2包括，使用阶段碳排放影响erop为，

22、

23、δoi为住区使用阶段第i活动类型碳排放改变量，c为活动类型总数目， 排放因子cui。

24、优选地，步骤s3包括，拆除施工的碳排放ecw为

25、

26、其中，pi为采用第i种施工工艺进行施工的工程量；cpi为第i种施工工 艺的碳排放因子，d为改造过程中涉及施工工艺类型总数目；

27、废物运输的碳排放etw为，

28、

29、其中，mi为第i种废弃物料的质量；e为改造过程中废弃物料种类总数 目，第i种废弃物料采用某种运输方式的碳排放因子cti，lwi为第i种废弃 物料运输过程中路程距离；

30、回收处理的碳排放er为，

31、

32、其中，mri为第i类建材的拆除量，αi为第i类建材的回收系数，cri为 第i类建材再生产过程的碳排放因子；cfi为第i类建材生产的碳排放因子， cli为第i类建材填埋处理的碳排放因子。

33、优选地，住区改造前后碳排放影响降低的幅度为r，

34、

35、eformer为改造前住区的年碳排放量，n为住区剩余使用年限。

36、本发明还公开了一种用于实施上述的基于全生命周期的住区改造前后碳 排放影响核算方法的系统，所述系统包括，

37、物化阶段碳排放核算单元，用于确定物化阶段的碳排放因子，并根据碳 排放因子用于统计物化阶段的碳排放影响erma，其中，物化阶段的碳排放影 响至少包括改造所需的物料生产阶段耗能和材料加工中碳排放em、物料运输 过程中运输工具动力消耗的碳排放et；改造施工中各类机械设备运行的能耗 产生的碳排放ec；

38、erma＝em+et+ec；

39、使用阶段碳排放核算单元，用于确定使用阶段的碳排放清单，对住区在 改造前的使用阶段碳排放进行评估，根据碳排放清单，搜集对使用阶段碳排 放有影响的改造活动水平数据，并对其环境影响进行评估获得使用阶段碳排 放影响erop；

40、拆除阶段碳排放核算单元，用于统计拆除阶段的不同拆除措施下的碳排 放erde，

41、erde＝ecw+etw+er；

42、其中，ecw为拆除施工的碳排放，etw为废物运输的碳排放，er为回收处 理的碳排放；

43、总核算单元，用于统计住区改造过程中物化阶段、使用阶段、拆除阶段 碳排放影响分别为erma、erop、erde；核算住区改造的碳排放总量er为，

44、er＝erma+erop+erde

45、其中，碳排放erma、erop、erde折算为co2的重量值。

46、优选地，所述拆除阶段碳排放核算单元，包括拆除施工碳排放计算模块、 废物运输碳排放计算模块、回收处理碳排放计算模块，所述拆除施工碳排放 计算模块用于拆除施工的碳排放ecw计算，ecw为，

47、

48、其中，pi为采用第i种施工工艺进行施工的工程量；cpi为第i种施工工 艺的碳排放因子，d为改造过程中涉及施工工艺类型总数目；

49、所述废物运输碳排放计算模块，用于废物运输的碳排放etw计算，etw为，

50、

51、其中，mi为第i种废弃物料的质量；e为改造过程中废弃物料种类总数 目，对第i种废弃物料采用某种运输方式的碳排放因子cti，lwi为第i种废 弃物料运输过程中路程距离；

52、所述回收处理碳排放计算模块，用于回收处理的碳排放er计算，er为，

53、

54、其中，mri为第i类建材的拆除量，αi为第i类建材的回收系数，cri为 第i类＝建材再生产过程的碳排放因子；cfi为第i类建材生产的碳排放因子， cli为第i类建材填埋处理的碳排放因子。

55、根据本发明实施例的另一方面，提供了一种存储介质，所述存储介质包 括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上 述的方法。

56、相对于现有技术，本发明提供的基于全生命周期的住区改造前后碳排放 影响核算方法，该基于全生命周期的住区改造前后碳排放影响核算方法，通 过确定住区改造过程中物化阶段、使用阶段和拆除阶段各类消耗和碳排放因 子，碳排放因子综合涵盖景观绿化、建筑单体、水资源、固体废弃物和基础 配套等方面，最终核算住区改造的碳排放总量，本发明还公开了一种用于执 行上述方法的系统，该方法和系统既可以掌握既有住区运营阶段的碳排放源， 又能量化既有住区改造的碳排放情况和各项改造措施的碳排放影响，能够为 住区改造策略的制定和技术措施的选择提供量化依据和评判标准，指导住区 改造实现更好的环境效益。

57、本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。