建筑工程碳排放量的优化方法、系统、介质及设备与流程

本技术涉及碳达峰碳中和，具体涉及一种建筑工程碳排放量的优化方法、系统、介质及设备。

背景技术：

1、碳达峰、碳中和目前已正式被纳入生态文明建设整体布局，上升为国家战略。在我国建筑全过程排放总量占全国碳排放的比重超过36％，是碳排放占比最大的产业之一。

2、建筑物的全生命周期主要包括建筑物化阶段、建筑使用阶段、建筑拆除阶段。而在建筑物化阶段即建筑物从建材生产到竣工交付这一生命阶段中，建材生产的碳排放比重最大，因此通过材料消耗优化，从而减少材料用量对工程项目的总体排放有着非常重要的积极意义。然而不同材料的施工工艺不同、施工条件不同，施工过程中的维护条件也不同，因此仅仅通过材料本身的碳排放量进行选取不能准确的对其最优碳排放进行准确计算，导致建筑工程的最优碳排放量的计算结果准确性较低。

技术实现思路

1、本技术提供了一种建筑工程碳排放量的优化方法，可以衡量工程结构的综合碳排放指标，对工程项目的综合碳排放实现最优化，从而提高建筑工程的最优碳排放量的计算结果准确性。

2、第一方面，本技术提供了一种建筑工程碳排放量的优化方法，所述方法包括：

3、获取建筑工程项目对应的建筑材料清单，基于所述建筑材料清单确定所述建筑工程项目对应的多种不同设计方案；

4、获取各所述设计方案中的本体材料数据、施工必备材料数据以及施工浪费材料数据；

5、基于所述本体材料数据，计算出由本体材料造成的第一碳排放量；

6、基于所述施工必备材料数据，计算出由施工必备材料造成的第二碳排放量；

7、基于所述施工浪费材料数据，计算出由施工浪费材料造成的第三碳排放量；

8、将所述第一碳排放量、所述第二碳排放量以及所述第三碳排放量之和作为所述设计方案的建筑碳排放量，将所述碳排放总量最小的设计方案作为目标方案；

9、对所述目标方案的总建筑碳排放量进行优化计算，得到所述建筑工程项目对应的目标建筑碳排放量。

10、通过采用上述技术方案，获取建筑项目的材料清单，以确定不同设计方案,并分别计算本体材料、施工必备材料和施工浪费材料的碳排放量，将三部分碳排放量之和作为设计方案的总碳排放量，选择碳排放最小的目标方案，实现第一阶段的优化，然后对该目标方案进行进一步的碳排放优化计算，以获得项目的最终优化目标碳排放量，以实现第二阶段的优化，通过准确计算建筑项目不同设计方案的碳排放量，对多种设计方案进行比选，并以最小碳排放为优化目标，对工程项目的综合碳排放实现最优化，从而提高建筑工程的最优碳排放的计算结果准确性。

11、可选的，获取建筑工程项目对应的建筑材料清单，基于所述建筑材料清单确定所述建筑工程项目对应的多种不同设计方案，包括：获取建筑工程项目对应的建筑材料清单中各建筑材料的材料属性；根据所述材料属性将所述建筑材料划分为本体材料、施工必备材料以及施工浪费材料三个类别；根据建筑工程项目中的各建筑特征以及所述材料属性，确定所述建筑工程项目对应的多个建筑设计方案以及多个结构设计方案；对各所述建筑设计方案以及各所述结构设计方案进行组合，得到所述建筑工程项目对应的多种不同设计方案。

12、通过采用上述技术方案，获取建筑项目的材料清单后，会统计各材料的属性，并将材料分类为本体材料、施工必备材料和施工浪费材料三类，同时综合考虑建筑项目的各项特征，确定出多个建筑设计方案和结构设计方案，最后通过组合，形成项目的多个不同设计方案，考虑了不同材料的属性以及建筑特征，从多方面确定设计方案，这使得后续在计算和比较不同方案的碳排放量时，能够更全面地反映各种因素的影响，使得计算结果也更准确。

13、可选的，所述基于所述本体材料数据，计算出由本体材料造成的第一碳排放量，包括：在所述本体材料数据中提取本体材料的工程量、所述本体材料施工过程中需要施工机械的预计台班量以及所述本体材料运送过程的平均距离；将所述本体材料的工程量、所述本体材料施工过程中需要施工机械的预计台班量以及所述本体材料运送过程的平均距离，代入至第一碳排放量计算公式中，得到由本体材料造成的第一碳排放量；所述第一碳排放量计算公式为：

14、

15、其中，ka为第一碳排放量，qa，i为第i种a类本体材料的工程量，fa，i为第i种a类本体材料的生产碳排放因子，ta，i，j为第i种a类本体材料施工过程中需要第j种施工机械的预计台班量，ra，i，j为第i种a类本体材料施工过程中需要第j种施工机械的台班能耗因子，fe为机械单位能耗的碳排放因子，da，i为第i种a类本体材料运送过程的平均距离，ft，i为运输车辆的碳排放因子，kcs为本体材料施工提供的额外措施的碳排放总量。

16、通过采用上述技术方案，提供了一个综合考量材料生产、施工和运输的本体材料碳排放计算方案，可以全面计算出本体材料的整个生命周期碳排放，确保本体材料碳排放量的计算结果更加准确可靠。

17、可选的，所述基于所述施工必备材料数据，计算出由施工必备材料造成的第二碳排放量，包括：在所述施工必备材料数据中提取施工必备材料的工程量、施工必备材料在所述建筑工程项目中所摊销的比例、施工必备材料的回收碳残值、、以及所述施工必备材料在所述建筑工程项目中所摊销的比例；将所述施工必备材料的工程量以及所述施工必备材料在所述建筑工程项目中所摊销的比例代入至第二碳排放量计算公式中，得到由施工必备材料造成的第二碳排放量；

18、所述第二碳排放量计算公式为：

19、

20、其中，kb为第二碳排放量，qb，i为第i种b类施工必备材料的工程量，fb，i为第i种b类施工必备材料的生产碳排放因子，ra为为第i种施工必备材料在建筑工程项目中所摊销的比例，kre，i为第i种b类施工必备材料的回收碳残值，tb，i，j为第i种b类施工必备材料在施工过程中需要第j种施工机械的预计台班量，rb，i，j为第i种b类施工必备材料在施工过程中需要第j种施工机械的台班能耗因子，fe为机械单位能耗的碳排放因子，db，i为第i种b类施工必备材料运送过程的平均距离，ft，i为运输车辆的碳排放因子。

21、通过采用上述技术方案，在计算施工必备材料的碳排放时，不仅考虑了材料的工程用量和生产碳排放，还引入了材料在项目中所摊销的比例这个因素，以及材料回收后的碳残值，可以更准确地评估不同设计方案中的施工必备材料的实际碳排放量。

22、可选的，所述基于所述施工浪费材料数据，计算出由施工浪费材料造成的第三碳排放量，包括：在所述施工浪费材料数据中提取所述施工浪费材料的工程量；将所述施工浪费材料的工程量代入至第三碳排放量计算公式中，得到由施工浪费材料造成的第三碳排放量；所述第三碳排放量计算公式为：其中，kc为第三碳排放量，qc，i为第i种c类施工浪费材料的工程量，fc，i为第i种c类施工浪费材料的生产碳排放因子。

23、通过采用上述技术方案，在计算碳排放量时，增加了施工浪费材料这一因素的考量，可以更准确地评估不同设计方案中的施工浪费材料的实际碳排放量。

24、可选的，所述对所述目标方案的总建筑碳排放量进行优化计算，得到所述建筑工程项目对应的目标建筑碳排放量，包括：按照对应的优化策略对目标方案中的本体材料数据、施工必备材料数据以及施工浪费材料数据分别进行优化，得到优化后的本体材料数据、优化后的施工必备材料数据以及优化后的施工浪费材料数据；基于所述优化后的本体材料数据，计算出由本体材料造成的第一优化碳排放量；基于所述优化后的施工必备材料数据，计算出由施工必备材料造成的第二优化碳排放量；基于所述优化后的施工浪费材料数据，计算出由施工浪费材料造成的第三优化碳排放量；将所述第一优化碳排放量、所述第二优化碳排放量以及所述第三优化碳排放量之和作为所述建筑工程项目对应的目标建筑碳排放量。

25、通过采用上述技术方案，在选择出最小碳排放的目标设计方案后，会对该方案中的三类材料数据分别进行碳排放优化，通过采取不同的优化策略，减少目标方案中本体材料、施工必备材料和施工浪费材料的碳排放量，然后基于优化后的三类材料数据重新计算碳排放量，作为目标方案优化后的最终碳排放结果，对工程项目的综合碳排放实现最优化，从而提高建筑工程的最优碳排放的计算结果准确性。

26、可选的，所述按照对应的优化策略对目标方案中的本体材料数据、施工必备材料数据以及施工浪费材料数据分别进行优化，得到优化后的本体材料数据、优化后的施工必备材料数据以及优化后的施工浪费材料数据，包括：按照第一优化策略对所述目标方案中的本体材料数据进行优化，得到优化后的本体材料数据，所述第一优化策略至少包括对结构构件、建筑部件对应的本体材料进行优化；按照第二优化策略对所述目标方案中的施工必备材料数据进行优化，得到优化后的施工必备材料数据，所述第二优化策略至少包括优化临近道路做法配筋、优化基坑支撑尺寸配筋以及延长材料使用寿命；按照第三优化策略对所述目标方案中的施工浪费材料数据进行优化，得到优化后的施工浪费材料数据，所述第三优化策略至少包括优化混凝土和易性可泵性以及优化回收施工浪费材料。

27、通过采用上述技术方案，分别针对三类材料制定专门的优化策略。对本体材料采用结构和部件优化策略，对施工必备材料采用提高利用率和寿命的策略，对施工浪费材料采用提高材料可循环利用性的策略，这些策略都与各材料的特点相匹配，能有效减少不同材料的碳排放，通过分类施行优化策略，可以使不同材料的碳排放量都得到效果显著的降低，从而最大限度地减少设计方案的总体碳排放,真正达到精准的最优方案。

28、在本技术的第二方面提供了一种建筑工程碳排放量的优化系统，所述系统包括：设计方案确定模块，用于获取建筑工程项目对应的建筑材料清单，基于所述建筑材料清单确定所述建筑工程项目对应的多种不同设计方案；

29、材料数据获取模块，用于获取各所述设计方案中的本体材料数据、施工必备材料数据以及施工浪费材料数据；

30、第一碳排放量计算模块，用于基于所述本体材料数据，计算出由本体材料造成的第一碳排放量；

31、第二碳排放量计算模块，用于基于所述施工必备材料数据，计算出由施工必备材料造成的第二碳排放量；

32、第三碳排放量计算模块，用于基于所述施工浪费材料数据，计算出由施工浪费材料造成的第三碳排放量；

33、目标方案确定模块，用于将所述第一碳排放量、所述第二碳排放量以及所述第三碳排放量之和作为所述设计方案的建筑碳排放量，将所述碳排放总量最小的设计方案作为目标方案；碳排放量优化模块，用于对所述目标方案的总建筑碳排放量进行优化计算，得到所述建筑工程项目对应的目标建筑碳排放量。

34、在本技术的第三方面提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。

35、在本技术的第四方面提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适于由所述处理器加载并执行上述的方法步骤。

36、综上所述，本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

37、1、本技术获取建筑项目的材料清单，以确定不同设计方案，并分别计算本体材料、施工必备材料和施工浪费材料的碳排放量，将三部分碳排放量之和作为设计方案的总碳排放量，选择碳排放最小的目标方案，实现第一阶段的优化，然后对该目标方案进行进一步的碳排放优化计算，以获得项目的最终优化目标碳排放量，以实现第二阶段的优化，通过准确计算建筑项目不同设计方案的碳排放量，对多种设计方案进行比选，并以最小碳排放为优化目标，对工程项目的综合碳排放实现最优化，从而提高建筑工程的最优碳排放的计算结果准确性；2、本技术在选择出最小碳排放的目标设计方案后，会对该方案中的三类材料数据分别进行碳排放优化，通过采取不同的优化策略，减少目标方案中本体材料、施工必备材料和施工浪费材料的碳排放量，然后基于优化后的三类材料数据重新计算碳排放量，作为目标方案优化后的最终碳排放结果，对工程项目的综合碳排放实现最优化，从而提高建筑工程的最优碳排放的计算结果准确性。