一种建筑企业碳排放预测与建议方法和平台与流程

1.本发明涉及企业碳排放技术领域，具体涉及一种建筑企业碳排放预测与建议方法和平台。


背景技术：

2.市政基础设施建设的发展，为城市化进程提供了物质保障，它对城市经济、社会、环境的发展都产生长远而深刻的影响，但市政基础设施建设需要消耗大量的高能源高碳密度原材料产品，这些能源和材料的使用必然会排放大量的二氧化碳和其他污染物，高能耗、高污染、高排放的市政基础设施建设制约着城市的持续、健康、稳定发展。对人类社会生产生活所产生的温室气体排放进行管理和约束，是减缓全球气候变化的重要行动，企业碳排放管理十分复杂。建筑业是高耗能和高碳排放行业，同时建筑企业业态复杂，业务链长，项目分布区域广泛，目前有针对单体建筑的碳排放计算方法，也有针对建筑行业的监测平台，但是缺乏针对建筑企业的碳排放预测平台，不能用于分析历史数据，预测新项目碳排放，指导低碳建材选用。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提出了一种建筑企业碳排放预测与建议方法和平台，能够分析历史数据，预测新项目碳排放，指导低碳建材选用。
4.为实现上述目的，本发明提出了一种建筑企业碳排放预测方法，基于项目历史数据及基线数据，根据当年新签合同的项目情况，预测碳排放量；其中，所述项目历史数据的获得方式为：经过多个项目的施工相关碳排放数据，形成企业碳排放数据库、行业碳排放数据库以及地区碳排放数据库，为企业新投标项目的碳排放数据提供指导；所述基线数据包含历史项目单位产值能耗、单位产值碳排放、单位面积碳排放以及单位工程碳排放水平；将所述碳排放划分为计算与计量；其中计算部分，分为估算、预算和结算三种计算方式，计量部分是根据各阶段的能源消耗账单和电表数据进行统计，根据能源消耗
×
碳排放因子＝碳排放消耗量，其中施工阶段实行三区分离，分别统计工作区、办公区和居住区的能源消耗，利用能源消耗量进行碳排放计算。
5.其中，建筑碳排放估算是基于历史数据，根据影响参数估算物化阶段、建筑运行和建筑拆除阶段碳排放量；其中，根据影响参数估算建材生产及运输、建筑施工和建筑拆除阶段碳排放量，其影响参数包含结构类型、所处气候区、建筑类型、建筑高度以及建筑面积；根据影响参数估算运行阶段碳排放量，其影响参数包含建筑类型、所处气候区、建筑高度、建筑面积、地区经济发展水平、建筑内人群收入水平、窗墙比、采暖方式、结构类型、是否有保温层以及年能耗量；
6.建筑碳排放预算是基于基础数据库，根据定额计算物化阶段碳排放量，根据设备能计算运行碳排放量；其中，根据定额计算物化阶段碳排放量根据分部分项工程的不同定额编号所对应的消耗量来计算碳排放；根据设备能耗计算运营碳排放量时，所用参数包含
设备运行所在省市、建筑类型、设备名称、功率、数量以及年用时量；
7.建筑碳排放结算根据建材以及机械、能源消耗量信息计算物化阶段碳排放量，其中能源消耗量为除机械消耗以外的其他用能；建筑碳排放结算涉及建筑运营阶段的碳排放量根据建筑物在一段时间内实际运营的能源消耗量计算得到。
8.其中，各阶段碳排放量估算、预算和结算涉及的计算形式包括：
9.能源消耗引起的碳排放：碳排放量＝能源使用量
×
能源碳排放因子；
10.建材消耗引起的碳排放：碳排放量＝建材消耗量
×
建材碳排放因子；
11.机械使用引起的碳排放量：碳排放量＝机械消耗量
×
施工机械碳排放因子。其中，碳排放计算方法参照gb51366，各阶段计算公式如下：
12.运行阶段碳排放计算：
[0013][0014][0015]
式中：cm为建筑运行阶段单位建筑面积碳排放量；
[0016]ei
为建筑第i类能源年消耗量；
[0017]
efi为第i类能源的碳排放因子；
[0018]ei,j
为j类系统的第i类能源消耗量；
[0019]
er
i,j
为j类系统消耗由可再生能源系统提供的第i类能源量；
[0020]
i为建筑消耗终端能源类型，包括电力、燃气、石油以及市政热力；
[0021]
j为建筑用能系统类型，包括供暖空调、照明以及生活热水系统；
[0022]cp
为建筑绿地碳汇系统年减碳量；
[0023]
y为建筑设计寿命；
[0024]
a为建筑面积；
[0025]
建筑建造阶段的碳排放计算：
[0026][0027]cjz
为建筑建造阶段单位建筑面积的碳排放量；
[0028]ejz,i
为建筑建造阶段第i种能源总用量；
[0029]
efi为第i类能源的碳排放因子；
[0030]
a为建筑面积；
[0031]
建筑拆除阶段的碳排放计算：
[0032][0033]ccc
为建筑拆除阶段单位建筑面积的碳排放量；
[0034]ecc,i
为建筑拆除阶段第i种能源总用量；
[0035]
efi为第i类能源的碳排放因子；
[0036]
a为建筑面积。
[0037]
其中各阶段碳排放因子库、能源碳排放因子、建材碳排放因子、运输碳排放因子以及施工机械碳排放因子，是与项目相关的已知量，其中各阶段碳排放因子实行动态更新与补充。
[0038]
其中，建材生产阶段的碳排放计算：
[0039][0040]
式中：c
sc
为建材生产阶段碳排放；
[0041]
mi为第i种主要建材的消耗量；
[0042]fi
为第i种主要建材的碳排放因子；
[0043]
建材运输阶段的碳排放计算:
[0044][0045]
式中：c
ys
为建材运输阶段碳排放；
[0046]
mi为第i种主要建材的消耗量；
[0047]di
为第i种建材平均运输距离；
[0048]
ti为第i种建材的运输方式下，单位重量运输距离的碳排放因子。
[0049]
本发明还提供了一种建筑企业碳排放建议方法，采用本发明所述的预测方法进行建筑企业碳排放预测，根据历史项目信息，推荐工艺形式、施工组织信息、建材形式以及施工机械，形成碳排放建议数据库，指导新项目选材、施工组织策略制定以及施工机械选择。
[0050]
本发明还提供了一种建筑企业碳排放预测与建议平台，包括数据采集模块、数据处理模块、基线数据模块、碳排放预测模块以及建议诊断模块；
[0051]
其中，所述数据采集模块的项目资料包含项目基本信息以及项目工程量清单，其资料详细程度为满足项目估算、预算以及结算的数据；不同业务板块的项目根据实际情况选择不同的计算范围，从建筑全寿命周期出发，将建筑产品的寿命周期分为4个阶段：建筑材料生产运输阶段、建筑施工阶段、建筑运行使用阶段、建筑拆除及废弃物处理阶段；
[0052]
所述数据处理模块包含参数库、基础数据库以及碳排放量计算底层数据，该模块关联数据采集模块的工程量信息和能耗信息；
[0053]
所述数据处理模块采用如权利要求1-5任意一项所述的预测方法进行建筑企业碳排放预测计算；
[0054]
基线数据模块中的基线数据包含历史项目单位产值能耗、单位产值碳排放、单位面积碳排放以及单位工程碳排放水平；
[0055]
所述碳排放预测模块基于项目历史数据及基线数据，根据当年新签合同的项目情况，预测碳排放量，其碳排放数据为建筑企业制定战略措施等提供依据；
[0056]
建议诊断模块根据历史项目信息，推荐工艺形式、施工组织信息、建材形式以及施工机械，形成碳排放建议数据库，指导新项目选材、施工组织策略制定以及施工机械选择。
[0057]
有益效果：
[0058]
1、本发明预测方法，基于项目历史数据及基线数据，可以根据当年新签合同的项目情况，预测碳排放量，其碳排放数据可为建筑企业制定战略措施等提供依据；其中项目历史数据包括经过多个项目的施工等相关碳排放数据形成的企业碳排放数据库、行业碳排放数据库以及地区碳排放数据库，为企业新投标项目的碳排放数据提供指导。
[0059]
2、本发明的建筑企业碳排放建议方法中，基于本发明预测方法，根据历史项目信息，推荐碳排放量较低的工艺形式、施工组织信息、建材形式、施工机械，形成碳排放建议数据库，可指导新项目选材、施工组织策略制定、施工机械选择。
[0060]
3、本发明的建筑企业碳排放预测与建议平台，能够用于分析历史数据，预测新项目碳排放，指导低碳建材选用。
附图说明
[0061]
图1为本发明建筑企业碳排放预测与建议平台示意图。
[0062]
图2为本发明建筑企业碳排放预测与建议平台的数据采集模块示意图。
[0063]
图3为本发明建筑企业碳排放预测与建议平台的数据处理模块示意图。
[0064]
图4为本发明建筑企业碳排放预测与建议平台的基线数据模块示意图。
[0065]
图5为本发明建筑企业碳排放预测与建议平台的碳排放预测模块示意图。
[0066]
图6为本发明建筑企业碳排放预测与建议平台的建议诊断模块示意图。
具体实施方式
[0067]
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0068]
本发明提供了一种建筑企业碳排放预测方法，基于项目历史数据及基线数据，根据当年新签合同的项目情况，预测碳排放量。其中，项目历史数据的获得方式为：经过多个项目的施工等相关碳排放数据，形成企业碳排放数据库、行业碳排放数据库以及地区碳排放数据库，为企业新投标项目的碳排放数据提供指导。具体地，将碳排放划分为计算与计量。
[0069]
一、计算部分，分为估算、预算和结算三种计算方式，具体如下：
[0070]
建筑碳排放估算是基于历史数据，根据影响参数估算物化阶段(建材生产及运输以及建筑施工)、建筑运行和建筑拆除阶段碳排放量。其中，根据影响参数估算建材生产及运输、建筑施工和建筑拆除阶段碳排放量，其影响参数包含但不限于结构类型、所处气候区、建筑类型、建筑高度以及建筑面积等；根据影响参数估算运行阶段碳排放量，其影响参数包含但不限于建筑类型、所处气候区、建筑高度、建筑面积、地区经济发展水平、建筑内人群收入水平、窗墙比、采暖方式、结构类型、是否有保温层以及年能耗量(电、煤炭、天然气燃油等)。
[0071]
建筑碳排放预算是基于基础数据库，根据定额计算物化阶段碳排放量，根据设备能计算运行碳排放量。其中，根据定额计算物化阶段碳排放量主要是根据分部分项工程的不同定额编号所对应的消耗量来计算碳排放；根据设备能耗计算运营碳排放量时，主要参数包含但不限于设备运行所在省市、建筑类型、设备名称 (电灯、空调、电热水器、灯具、中央空调、水泵、电梯等)、功率、数量以及年用时量等。
[0072]
建筑碳排放结算主要是根据建材以及机械、能源消耗量信息计算物化阶段碳排放
量，其中能源消耗量为除机械消耗以外的其他用能。建筑碳排放结算涉及建筑运营阶段的碳排放量根据建筑物在一段时间内实际运营的能源消耗量计算得到。各阶段碳排放量估算、预算和结算涉及的主要计算形式主要有以下三种方式：
[0073]
能源消耗引起的碳排放：碳排放量＝能源使用量
×
能源碳排放因子；
[0074]
建材消耗引起的碳排放：碳排放量＝建材消耗量
×
建材碳排放因子；
[0075]
机械使用引起的碳排放量：碳排放量＝机械消耗量
×
施工机械碳排放因子。
[0076]
进一步地，碳排放计算方法参照gb51366，各阶段计算公式如下：
[0077]
运行阶段碳排放计算：
[0078][0079][0080]
式中：cm为建筑运行阶段单位建筑面积碳排放量(kgco2/m2)；
[0081]ei
为建筑第i类能源年消耗量(单位/a)；
[0082]
efi为第i类能源的碳排放因子；
[0083]ei,j
为j类系统的第i类能源消耗量；
[0084]
er
i,j
为j类系统消耗由可再生能源系统提供的第i类能源量(单位/a)；
[0085]
i为建筑消耗终端能源类型，包括电力、燃气、石油、市政热力等；
[0086]
j为建筑用能系统类型，包括供暖空调、照明、生活热水系统等；
[0087]cp
为建筑绿地碳汇系统年减碳量(kgco2/a)；
[0088]
y为建筑设计寿命(a)；
[0089]
a为建筑面积(m2)。
[0090]
建筑建造阶段的碳排放计算：
[0091][0092]cjz
为建筑建造阶段单位建筑面积的碳排放量(kgco2/m2)；
[0093]ejz,i
为建筑建造阶段第i种能源总用量(kwh或kg)；
[0094]
efi为第i类能源的碳排放因子；
[0095]
a为建筑面积(m2)。
[0096]
建筑拆除阶段的碳排放计算：
[0097][0098]ccc
为建筑拆除阶段单位建筑面积的碳排放量(kgco2/m2)；
[0099]ecc,i
为建筑拆除阶段第i种能源总用量(kwh或kg)；
[0100]
efi为第i类能源的碳排放因子；
[0101]
a为建筑面积(m2)。
[0102]
其中各阶段碳排放因子库、能源碳排放因子、建材碳排放因子、运输碳排放因子以
及施工机械碳排放因子，是与项目相关的已知量，其中各阶段碳排放因子可以实行动态更新与补充。
[0103]
二、计量部分是根据各阶段的能源消耗账单、电表等数据进行统计，主要根据能源消耗
×
碳排放因子＝碳排放消耗量。其中施工阶段实行三区分离，可分别统计工作区、办公区、居住区的能源消耗，利用能源消耗量进行碳排放计算。
[0104]
建材生产阶段的碳排放计算：
[0105][0106]
式中：c
sc
为建材生产阶段碳排放(kgco2e)；
[0107]
mi为第i种主要建材的消耗量；
[0108]fi
为第i种主要建材的碳排放因子(kgco2e/单位建材数量)。
[0109]
建材运输阶段的碳排放计算:
[0110][0111]
式中：c
ys
为建材运输阶段碳排放(kgco2e)；
[0112]
mi为第i种主要建材的消耗量；
[0113]di
为第i种建材平均运输距离(km)；
[0114]
ti为第i种建材的运输方式下，单位重量运输距离的碳排放因子。
[0115]
基线数据包含但不限于历史项目单位产值能耗、单位产值碳排放、单位面积碳排放以及单位工程碳排放水平。
[0116]
本发明还提供了一种建筑企业碳排放建议方法，基于本发明预测方法，根据历史项目信息，推荐碳排放量较低的工艺形式、施工组织信息、建材形式、施工机械，形成碳排放建议数据库，可指导新项目选材、施工组织策略制定以及施工机械选择。
[0117]
本发明还提供了一种建筑企业碳排放预测与建议平台，能够用于分析历史数据，预测新项目碳排放，指导低碳建材选用。本发明平台如图1所示，模块1为数据采集模块，模块2为数据处理模块，模块3为基线数据模块，模块4为碳排放预测模块，模块5为建议诊断模块。
[0118]
数据采集模块如图2所示，其中项目资料包含项目基本信息，项目工程量清单，其资料详细程度为满足项目估算、预算以及结算的数据。不同业务板块的项目可根据实际情况选择不同的计算范围(范围一、范围二、范围三)，从建筑全寿命周期出发，将建筑产品的寿命周期分为4个阶段：建筑材料生产运输阶段、建筑施工阶段、建筑运行使用阶段、建筑拆除及废弃物处理阶段。
[0119]
数据处理模块如图3所示，该模块包含参数库、基础数据库以及碳排放量计算底层数据，该模块关联数据采集模块的工程量信息和能耗信息等。
[0120]
数据处理模块中将碳排放划分为计算与计量，其中计算部分，分为估算、预算和结算三种计算方式，具体如下：
[0121]
(1)建筑碳排放估算
[0122]
估算主要是基于历史数据，根据影响参数估算物化阶段(建材生产及运输、建筑施工)、建筑运行、建筑拆除阶段碳排放量。
[0123]
根据影响参数估算建材生产及运输、建筑施工和建筑拆除阶段碳排放量，其影响参数包含但不限于结构类型、所处气候区、建筑类型、建筑高度、建筑面积等。
[0124]
根据影响参数估算运行阶段碳排放量，其影响参数包含但不限于建筑类型、所处气候区、建筑高度、建筑面积、地区经济发展水平、建筑内人群收入水平、窗墙比、采暖方式、结构类型、是否有保温层、年能耗量(电、煤炭、天然气燃油等)。
[0125]
(2)建筑碳排放预算
[0126]
建筑碳排放预算主要是基于基础数据库，根据定额计算物化阶段碳排放量，根据设备能计算运行碳排放量。
[0127]
根据定额计算物化阶段碳排放量主要是根据分部分项工程的不同定额编号所对应的消耗量，来计算碳排放。
[0128]
根据设备能耗计算运营碳排放量，主要参数包含但不限于设备运行所在省市、建筑类型、设备名称(电灯、空调、电热水器、灯具、中央空调、水泵、电梯等)、功率、数量、年用时量等。
[0129]
(3)建筑碳排放量结算
[0130]
建筑碳排放结算主要是根据建材、机械、能源消耗量信息计算物化阶段碳排放量，其中能源消耗量为除机械消耗以外的其他用能。
[0131]
建筑碳排放结算涉及建筑运营阶段的碳排放量根据建筑物在一段时间内实际运营的能源消耗量计算得到。
[0132]
各阶段碳排放量估算、预算和结算涉及的主要计算形式主要有以下三种方式:
[0133]
能源消耗引起的碳排放：碳排放量＝能源使用量
×
能源碳排放因子
[0134]
建材消耗引起的碳排放：碳排放量＝建材消耗量
×
建材碳排放因子
[0135]
机械使用引起的碳排放量：碳排放量＝机械消耗量
×
施工机械碳排放因子
[0136]
数据处理模块中包含各阶段碳排放因子库、能源碳排放因子、建材碳排放因子、运输碳排放因子以及施工机械碳排放因子，其中各阶段碳排放因子设置扩展接口，实行动态更新与补充，经过多个项目的施工等相关碳排放数据，形成企业碳排放数据库、行业碳排放数据库、地区碳排放数据库，为企业新投标项目的碳排放数据提供指导。其数据处理模块涉及碳排放计算，其计算方法参照gb51366，各阶段计算公式如下：
[0137]
运行阶段碳排放计算：
[0138][0139][0140]
式中：cm为建筑运行阶段单位建筑面积碳排放量(kgco2/m2)；
[0141]ei
为建筑第i类能源年消耗量(单位/a)；
[0142]
efi为第i类能源的碳排放因子；
[0143]ei,j
为j类系统的第i类能源消耗量；
[0144]
er
i,j
为j类系统消耗由可再生能源系统提供的第i类能源量(单位/a)；
[0145]
i为建筑消耗终端能源类型，包括电力、燃气、石油、市政热力等；
[0146]
j为建筑用能系统类型，包括供暖空调、照明、生活热水系统等；
[0147]cp
为建筑绿地碳汇系统年减碳量(kgco2/a)；
[0148]
y为建筑设计寿命(a)；
[0149]
a为建筑面积(m2)。
[0150]
建筑建造阶段的碳排放计算：
[0151][0152]cjz
为建筑建造阶段单位建筑面积的碳排放量(kgco2/m2)；
[0153]ejz,i
为建筑建造阶段第i种能源总用量(kwh或kg)；
[0154]
efi为第i类能源的碳排放因子；
[0155]
a为建筑面积(m2)。
[0156]
建筑拆除阶段的碳排放计算：
[0157][0158]ccc
为建筑拆除阶段单位建筑面积的碳排放量(kgco2/m2)；
[0159]ecc,i
为建筑拆除阶段第i种能源总用量(kwh或kg)；
[0160]
efi为第i类能源的碳排放因子；
[0161]
a为建筑面积(m2)。
[0162]
数据处理模块的计量方法，根据各阶段的能源消耗账单、电表等数据进行统计，主要根据能源消耗
×
碳排放因子＝碳排放消耗量。
[0163]
其中施工阶段实行三区分离，可分别统计工作区、办公区、居住区的能源消耗，利用能源消耗量进行碳排放计算。
[0164]
建材生产阶段的碳排放计算：
[0165][0166]
式中：c
sc
为建材生产阶段碳排放(kgco2e)；
[0167]
mi为第i种主要建材的消耗量；
[0168]fi
为第i种主要建材的碳排放因子(kgco2e/单位建材数量)。
[0169]
建材运输阶段的碳排放计算:
[0170][0171]
式中：c
ys
为建材运输阶段碳排放(kgco2e)；
[0172]
mi为第i种主要建材的消耗量；
[0173]di
为第i种建材平均运输距离(km)；
[0174]
ti为第i种建材的运输方式下，单位重量运输距离的碳排放因子。
[0175]
基线数据模块如图4所示，基线数据包含但不限于历史项目单位产值能耗、单位产值碳排放、单位面积碳排放以及单位工程碳排放水平。
[0176]
碳排放预测模块如图5所示，基于项目历史数据及基线数据，可以根据当年新签合同的项目情况，预测碳排放量，其碳排放数据可为建筑企业制定战略措施等提供依据。
[0177]
建议诊断模块如图6所示，根据历史项目信息，推荐碳排放量较低的工艺形式、施工组织信息、建材形式、施工机械，形成碳排放建议数据库，可指导新项目选材、施工组织策略制定以及施工机械选择。
[0178]
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。