[0001] 本发明涉及碳排放核算技术领域，尤其涉及基于建筑建造阶段中建造设备的碳排放核算方法及系统。

[0002] 建筑工程在其建设及运营过程中蕴含着大量的资源、能源消耗以及大量的固体废弃物和温室气体排放，是造成气候变暖及异常的重要因素。针对建筑业，《建筑碳排放计算标准》GB/T51366‑2019是目前建筑碳排放计算的唯一标准，在实践中发现，建筑建造阶段的碳排放约占整个碳排放2％—3％，而建筑建造期间常用的塔吊和人货电梯等建造设备的碳排放约占建造阶段的碳排放10％。

[0003] 经检索，申请号202111627808的专利，公开了一种建筑施工阶段的碳排放的计算方法，根据施工机械消耗的能源量，计算施工机械碳排放量；申请号201711484771.2的专利，公开了一种建筑施工工程碳排放计算方法及系统，根据所述碳排放计算的功能单位、目标范围和确定所述目标范围内的对应碳排放因子计算建筑施工工程碳排放量。但是，使用上述方法计算建筑碳排放量时，由于建筑建造阶段碳排放核算边界不清、计算方法不完善以及相关数据的缺失，导致施工机械碳排放核算不完整，进而导致建筑建造阶段中建造设备的碳排放计算结果不够准确。

[0038] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

[0039] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

[0040] 请参照图1‑图3，示出了根据本实施例的一种基于建筑建造阶段中建造设备的碳排放核算方法，具体包括以下步骤：

[0041] S101、获取建造设备的相关数据。

[0042] 具体的，建筑施工过程中常用的建造设备有塔吊和人货电梯等，而在本实施例中，建造设备是指塔吊，而确保塔吊安全运行的必要条件是塔吊基础，因而建造设备的相关数据包括塔吊设备主要材料的种类和使用数量，及塔吊基础材料的种类和使用数量。

[0043] 需要说明的是，塔吊主要材料的种类和塔吊的基础材料的种类属于本领域公知常识，在此不再展开详述，而塔吊的主要材料的使用数量和塔吊基础材料的使用数量可根据建筑项目所在地定额标准来确定，在本实施例中不再展开详述。

[0044] S102、确定建筑建造阶段建造设备碳排放核算的功能单位和目标范围。

[0045] 本实施例中，建筑建造阶段建造设备碳排放核算的功能单位指单位建筑面积的建筑设备碳排放量，根据施工组织设计可知建筑建造阶段建造设备碳排放核算的目标范围包括两个方面，一方面塔吊主体工序，另一方面是塔吊基础工序。

[0046] 具体的，塔吊主体工序的碳排放包括设备运输阶段、设备安装和拆除阶段；塔吊基础工序的碳排放包括设备基础材料生产阶段、设备基础材料运输阶段、设备基础材料建造阶段和设备基础材料拆除阶段，其中，设备基础材料拆除阶段的碳排放量包括设备基础拆解机械的碳排放量、设备基础废弃物运输机械的碳排放量和设备基础可利用材料的碳减排量。

[0047] S103、获取设备主体工序碳排放核算的相关参数。

[0048] 具体的，设备主体工序碳排放核算的相关参数包括设备运输阶段碳排放核算的相关参数、设备安装和拆除阶段碳排放核算的相关参数。

[0049] 1)设备运输阶段碳排放核算的相关参数，包括：设备主要材料的重量、平均运输距离和运输机械的碳排放因子。

[0050] 需要说明的是，设备运输阶段碳排放核算理论上还应包含：运输机械的生产及运输道路等基础设施建设等过程，但考虑到运输机械的生产及运输道路等基础设施建设等过程的基础数据尚不完善，且此类过程分摊到设备运输上的环境影响较小，因而可忽略不计。

[0051] 在本实施例中，设备主要材料的重量和平均运输距离可根据建筑项目进行计算确定，塔吊主要材料的运输机械包括汽油货车和柴油货车，并且汽油货车和柴油货车皆分为轻型、中型和重型三种类型，则建筑建造阶段运输塔吊主要材料的运输机械的碳排放因子，如表1所示：

[0052] 表1运输机械的碳排放因子

[0053]运输方式种类 碳排放因子(kgCO2e/(t·km))
轻型汽油货车运输(载重2t) 0.334
中型汽油货车运输(载重8t) 0.115
重型汽油货车运输(载重10) 0.104
重型汽油货车运输(载重18) 0.104
轻型柴油货车运输(载重2t) 0.286
中型柴油货车运输(载重8t) 0.179
重型柴油货车运输(载重10) 0.162
重型柴油货车运输(载重18) 0.129
重型柴油货车运输(载重30) 0.078

[0054] 2)设备安装和拆除阶段碳排放核算的相关参数，包括：施工机械台班的消耗量、施工机械台班的能源用量和施工机械台班能源的碳排放因子。

[0055] 需要说明的是，设备安装和拆除阶段的施工机械台班消耗量和能源用量可根据建造项目所在地定额标准来确定。

[0056] 在本实施例中，设备安装和拆除阶段的施工机械台班能源的碳排放因子，如表2所示：

[0057] 表2施工机械台班能源的碳排放因子

[0058]

[0059] S104、根据设备主体工序碳排放核算的相关参数，计算设备主体工序的碳排放量，记为Cjs，具体计算公式如下所示：

[0060] Cjs＝(Cjs1+Cjs2)/A

[0061] 其中，Cjs1指设备主要材料运输阶段的碳排放量，Cjs2指设备主要材料安装和拆除阶段的碳排放量，A指所计算项目的建筑面积。

[0062] 1)设备运输阶段的碳排放量的计算公式如下所示：

[0063]

[0064] 其中，Mi指第i种设备主要材料的重量，Di指第i种设备主要材料的平均运输距离，Ti指第i种设备主要材料的单位重量运输距离的碳排放因子，(1+α)*2中的1指设备主要材料从堆场到建造项目单边1次运输，α指设备主要材料运输的空车消耗率，2指设备主要材料安装运输和拆卸运输，即运输次数共有两次。

[0065] 2)设备安装和拆除阶段的碳排放量的计算公式如下所示：

[0066]

[0067] 其中，Tj指第j种施工机械台班的消耗量，Rj指第j种施工机械台班的能源用量，EFl指第l类能源的碳排放因子。

[0068] S105、获取设备基础工序碳排放核算的相关参数。

[0069] 具体的，设备基础工序碳排放核算的相关参数包括设备基础材料生产阶段碳排放核算的相关参数、设备基础材料运输阶段碳排放核算的相关参数、设备基础材料建造阶段碳排放核算的相关参数和设备基础材料拆除阶段碳排放核算的相关参数。

[0070] 1)设备基础材料生产阶段碳排放核算的相关参数，包括：设备基础材料的消耗量、设备基础材料的碳排放因子。

[0071] 在本实施例中，塔吊基础材料的消耗量可根据建造项目计算得出；设备基础材料的碳排放因子，如表3所示：

[0072] 表3设备基础材料的碳排放因子

[0073] 设备基础材料种类 设备基础材料的碳排放因子3
C30混凝土 295kgCO2/m
砂(f＝1.6‑3.0) 2.51kgCO2/t
碎石(d＝10mm‑30mm) 2.18kgCO2/t
热轧钢筋 2340kgCO2/t
热轧碳钢H钢 2350kgCO2/t
水 0.168kgCO2/t

[0074] 需要说明的是，设备基础材料本身不会产生碳排放，但生产设备基础材料的过程会因为消耗能源和其它材料而产生碳排放。因而，设备基础材料的碳排放也纳入建造设备碳排放核算的范围。

[0075] 2)设备基础材料运输阶段碳排放核算的相关参数，包括：设备基础材料的消耗量、平均运输距离、运输机械的碳排放因子。

[0076] 在本实施例中，设备基础材料的消耗量和平均运输距离可根据建筑项目进行计算确定，塔吊基础材料的运输机械包括汽油货车和柴油货车，并且汽油货车和柴油货车皆分为轻型、中型和重型三种类型，则建筑建造阶段运输塔吊基础材料的运输机械的碳排放因子，如表1所示。

[0077] 3)设备基础材料建造阶段碳排放核算的相关参数，包括：建造机械能源消耗量、建造机械台班量和建造机械台班消耗能源的碳排放因子。

[0078] 在本实施例中，建造机械台班量可根据建筑项目所在地定额标准来确定，建造机械能源消耗量，如表4所示：

[0079] 表4建造机械能源消耗量

[0080]

[0081] 本实施例中，建造机械台班消耗能源的碳排放因子(可根据发改委最新公布的数据来取值)，如表5所示：

[0082] 表5消耗能源的碳排放因子

[0083]

[0084]

[0085] 4)设备基础材料拆除阶段碳排放核算的相关参数，包括：设备基础拆解阶段碳排放核算的相关参数、设备基础废弃物运输阶段碳排放核算的相关参数和设备基础可利用材料的碳减排核算的相关参数。

[0086] (1)设备基础拆解阶段碳排放核算的相关参数，包括：拆解机械能源消耗量和拆解机械消耗能源的碳排放因子。

[0087] 本实施例中，拆解机械消耗能源的碳排放因子，可按表5取值；拆解机械能源消耗量，如表6所示：

[0088] 表6拆解机械能源消耗量

[0089]

[0090] (2)设备基础废弃物运输阶段碳排放核算的相关参数，包括：拆解废弃物的重量、拆解废弃物平均运输距离和运输机械的碳排放因子。

[0091] 本实施例中，拆解废弃物的重量和拆解废弃物平均运输距离可按建造项目所在地定额标准来确定；运输机械的碳排放因子，可按表1取值。

[0092] (3)设备基础可利用材料的碳减排核算的相关参数，包括：可回收材料的重量、回收后材料的碳排放因子和可回收材料的回收利用率。

[0093] 本实施例中，可回收材料处理过程碳排放因子和可回收材料的回收利用率，如表7所示：

[0094] 表7回收后材料的碳排放因子和可回收材料的回收利用率

[0095]可回收材料种类 回收利用率 回收后的材料 回收后材料的碳排放因子
钢筋 0.9 粗钢 1942.5kgCO2/t
基础成型钢 0.9 粗钢 1942.5kgCO2/t
3
混凝土 0.9 木材 139kgCO2/m

[0096] S106、根据设备基础工序碳排放核算的相关参数，计算设备基础工序的碳排放量，记为Csj，具体计算公式如下所示：

[0097] Csj＝(Csjs+Csjy+Csjz+Csjc)/A

[0098] 其中，Csjs指设备基础材料生产阶段的碳排放量，Csjy指设备基础材料运输阶段的碳排放量，Csjz指设备基础材料建造阶段的碳排放量，Csjc指设备基础材料拆除阶段的碳排放量，A指所计算项目的建筑面积。

[0099] 1)设备基础材料生产阶段的碳排放量的计算公式如下所示：

[0100]

[0101] 其中，Mε指第ε种设备基础材料的消耗量，Fε指第ε种设备基础材料的碳排放因子。

[0102] 2)设备基础材料运输阶段的碳排放量的计算公式如下所示：

[0103]

[0104] 其中，Mε指第ε种设备基础材料的消耗量，Dε指第ε种设备基础材料的平均运输距离，Tε指第ε种设备基础材料的单位重量运输距离的碳排放因子。

[0105] 3)设备基础材料建造阶段的碳排放量的计算公式如下所示：

[0106]

[0107] 其中，Qδ指第δ种建造机械能源消耗量，Fδ指第δ种建造机械台班量，EFτ指建造机械台班第τ类能源的碳排放因子。

[0108] 4)设备基础材料拆除阶段的碳排放量的计算公式如下所示：

[0109] Csjc＝Cscc+Cscy‑Cscz

[0110] 其中，Cscc指设备基础拆解阶段碳排放量，Cscy指设备基础废弃物运输阶段碳排放量，Cscz指设备基础可利用材料的碳减排量。

[0111] 具体的，设备基础拆解阶段碳排放量的计算公式如下所示：

[0112]

[0113] 其中，Eδ指第δ种拆解机械能源消耗量，EFτ指拆解机械台班第τ类能源的碳排放因子。

[0114] 具体的，设备基础废弃物运输阶段碳排放量的计算公式如下所示：

[0115]

[0116] 其中，MDε指第ε种设备基础拆解废弃物的重量，Ddtε,a指ε种拆解废弃物采用第a种运输方式的平均运输距离，ETa指第a种运输方式下单位重量运输距离的碳排放因子。

[0117] 具体的，设备基础可利用材料的碳减排量的计算公式如下所示：

[0118]

[0119] 其中，Mε指第ε种设备基础材料的消耗量，ηHε指第ε种设备基础材料的回收利用率，DFε指第ε种设备基础材料的可回收材料的碳排放因子。

[0120] S107、根据所述设备主体工序的碳排放量和所述设备基础工序的碳排放量，计算建筑建造阶段中建筑设备的碳排放量，具体计算公式如下所示：

[0121] Cjcj＝N(Cjs+Csj)

[0122] 其中，Cjs指设备主体工序的碳排放量，Csj指设备基础工序的碳排放量，N指所计算项目需要的建造设备数量。

[0123] 本发明还提供了一种用于实现上述的基于建筑建造阶段中建造设备的碳排放核算方法的系统，包括：

[0124] 数据获取模块10，数据获取模块10用于获取建造设备的相关数据；

[0125] 确定模块20，确定模块20用于确定建筑建造阶段建造设备碳排放核算的功能单位和目标范围；

[0126] 参数获取模块30，参数获取模块30用于获取所述设备主体工序碳排放核算的相关参数和所述设备基础工序碳排放核算的相关参数；

[0127] 第一计算模块40，第一计算模块40用于计算所述设备主体工序的碳排放量和所述设备基础工序的碳排放量；

[0128] 第二计算模块50，第二计算模块50用于根据所述设备主体工序的碳排放量和设备基础工序的碳排放量，计算建筑建造阶段中建筑设备的碳排放量。

[0129] 通过本实施例，本发明根据建筑的建造组织设计从全生命周期角度就建造设备数量和基础设计方案明确建筑建造阶段建造设备碳排放核算的目标范围包括设备主体工序碳排放和设备基础工序碳排放，建立完善的建造设备碳排放清单，从而能够对建筑建造阶段措施费中建造设备的碳排放量进行全方面计算，且经计算可知建造设备的碳排放量约占建筑建造阶段碳排放的10％，进而提升了建筑碳排放计算的完整性和准确性。

[0130] 本实施例的基于建筑建造阶段中建造设备的碳排放核算系统用于实现前述多个方法实施例中相应的基于建筑建造阶段中建造设备的碳排放核算方法，并具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

[0131] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于以上各实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

[0132] 以上实施方式对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。