实现建筑屋面模块化绿化减碳的成本效益分析方法及其应用与流程

本发明涉及建筑工程和环境保护，特别是一种涉及实现建筑屋面模块化绿化减碳的成本效益分析方法及其应用。

背景技术：

1、在全球气候变化问题日益严峻的形势下，减碳已成为各国应对气候变化的重要战略目标。建筑领域作为碳排放的重要来源，降低其运营和维护过程中的碳排放至关重要。屋面绿化作为一种有效的建筑减碳技术，具有吸收二氧化碳、调节温度、改善城市热岛效应等优点，备受关注。

2、屋面模块化绿化是将绿化模块化、标准化并应用于建筑屋面的新兴技术，相比传统屋面绿化，具有安装快捷、维护简便、易于管理等优势。目前，相关研究主要集中在模块化设计与技术发展、生态效益与环境影响、经济性与可持续性分析、减碳效益与气候变化适应性等方面。

3、在模块化设计与技术发展方面，已开发出多种模块化绿化系统，但在优化绿化模块功能的同时，如何减轻屋面荷载、增强结构适应性和施工便捷性仍需进一步研究。在经济性与可持续性分析方面，模块化绿化系统虽具有生态和环境优势，但高昂的初始成本是推广应用的障碍，需要通过政策支持、技术创新和规模化生产等方式降低成本，实现可持续应用。在减碳效益与气候变化适应性方面，屋面绿化能有效减少建筑碳足迹，增强建筑气候适应能力，但具体的减碳效益评估方法尚未统一。

4、此外，关于绿色建筑的研究虽较为深入，包括对建筑全寿命周期内的增量成本、增量效益、整体经济效益的量化与评估等，但建筑屋面模块化绿化作为绿色建筑技术的重要组成部分，其经济效益与碳减排之间的关系尚不明确，且初始投入成本相对较高，长期减碳效益的评估标准也未统一。因此，亟需对屋面模块化绿化的减碳技术增量成本与减碳效益进行系统性研究，以推动其广泛应用和发展。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了实现建筑屋面模块化绿化减碳的成本效益分析方法及其应用，针对目前技术存在的建筑屋面模块化绿化的经济效益与碳减排关系不明确，初始投入成本高，长期减碳效益评估标准未统一，相关技术在减轻屋面荷载、增强结构适应性和施工便捷性等方面仍需完善，且模块化绿化系统的推广应用受高昂初始成本的限制等问题。

2、本发明核心技术主要是通过建立建筑屋面绿化模块化的减碳技术体系增量成本和减碳效益核算模型，对增量成本与减碳效益进行综合分析和量化，以评估其在不同应用场景中的经济性和可行性，从而解决背景技术中存在的问题。

3、第一方面，本发明提供了实现建筑屋面模块化绿化减碳的成本效益分析方法，所述方法包括以下步骤：

4、s00、定义基准方案，在基准方案上计算建筑屋面模块化绿化的减碳技术增量成本；

5、s10、建立建筑屋面绿化模块化减碳技术生命周期增量成本核算模型，增量成本包括材料生产阶段、材料运输阶段、施工建造阶段、建筑运行阶段、建筑拆除阶段的核算范围的增量成本；

6、s20、建立建筑屋面绿化模块化减碳效益核算模型，其中减碳效益为建筑屋面绿化模块化通过应用减碳技术而在全寿命周期内减少碳排放量所带来的效益，计算公式：碳减排量×碳价；

7、s30、采用效益费用比作为绿色减碳技术经济程度的评价指标，表示：减碳经济程度＝减碳效益/增量成本；

8、s40、当减碳经济程度值大于或等于1时，表示当前方案可接受且经济最优；当减碳经济程度值小于1且大于0时，表示当前方案会产生额外成本。

9、进一步地，增量成本的公式为：

10、δc总成本＝δc生产+δc运输+δc施工+δc运行+δc拆除

11、其中，δc总成本表示建筑屋面绿化模块化的增量成本；

12、δc生产表示材料生产阶段核算范围的增量成本；

13、δc运输表示材料运输阶段核算范围的增量成本；

14、δc施工表示施工建造阶段核算范围的增量成本；

15、δc运行表示建筑运行阶段核算范围的增量成本；

16、δc拆除表示建筑拆除阶段核算范围的增量成本。

17、进一步地，建筑屋面绿化模块化减碳效益核算模型为：

18、δe总减碳＝(δe生产+δe运输+δe施工+δe运行+δe拆除)×p

19、其中，δe总减碳表示建筑屋面绿化模块化减碳效益全寿命周期；

20、p表示碳交易市场碳排放权交易价；

21、δe生产表示材料生产阶段减少的碳排放量；

22、δe运输表示材料运输阶段减少的碳排放量；

23、δe施工表示建设阶段减少的碳排放量；

24、δe运行表示经营使用阶段减少的碳排放量；

25、δe拆除表示拆迁及维护阶段减少的碳排放量。

26、进一步地，在材料生产阶段，材料生产阶段减少的碳排放量△e生产＝∑(e材料量×e碳排放因子)；

27、在材料运输阶段，材料运输阶段减少的碳排放量△e运输＝∑(e材料量×e运输距离×e运输碳排放因子)；

28、其中，e材料量表示建材的使用量；e碳排放因子表示每千克材料产生的减碳排放量；e运输距离表示生产到现场的每件物资运距；e运输碳排放因子表示每一种运输方式的碳排放因子。

29、进一步地，在建造施工阶段，建设阶段减少的碳排放量△e施工＝∑(e设备能耗×e能耗碳排放因子)+∑(e施工时间×e设备碳排放因子)；

30、在运行使用阶段，经营使用阶段减少的碳排放量△e运行＝∑(e设备功率×e使用时长×e设备个数×e能耗碳排放因子)

31、其中，e设备功率表示设备功率；e使用时长表示设备的使用时长；e设备个数表示设备使用的个数；e能耗碳排放因子表示设备能耗的碳排放因子；e设备能耗表示机械设备的能耗台班能耗；e施工时间表示施工机器的施工时长；e设备碳排放因子表示施工器械设备的碳排放因子。

32、进一步地，在维护拆除阶段，拆迁及维护阶段减少的碳排放量△e拆除＝∑(e维护活动次数×e每次维护的碳排放量+e拆除-e回收)

33、其中，e维护活动次数表示绿化层的日常维护活动次数；e每次维护的碳排放量表示每种维护活动的减碳排放量；e拆除为拆除阶段材料运输的减碳排放；e回收为拆除阶段回收再利用的减碳排放量。

34、进一步地，建筑屋面模块化绿化的单模块屋顶绿化由植物层、种植基质层、排水层、防护层功能材料构成，植被层选择佛甲草，基质由轻质材料组成，排水层由塑料排水板构成，防护层材料由防根穿刺膜、聚酯毡合成材料组成。

35、第二方面，本发明提供了一种实现建筑屋面模块化绿化减碳的成本效益分析装置，包括：

36、定义模块，定义基准方案，在基准方案上计算建筑屋面模块化绿化的减碳技术增量成本；

37、核算模块，建立建筑屋面绿化模块化减碳技术生命周期增量成本核算模型，增量成本包括材料生产阶段、材料运输阶段、施工建造阶段、建筑运行阶段、建筑拆除阶段的核算范围的增量成本；建立建筑屋面绿化模块化减碳效益核算模型，其中减碳效益为建筑屋面绿化模块化通过应用减碳技术而在全寿命周期内减少碳排放量所带来的效益，计算公式：碳减排量×碳价；

38、评价模块，采用效益费用比作为绿色减碳技术经济程度的评价指标，表示：减碳经济程度＝减碳效益/增量成本；当减碳经济程度值大于或等于1时，表示当前方案可接受且经济最优；当减碳经济程度值小于1且大于0时，表示当前方案会产生额外成本。

39、第三方面，本发明提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述的实现建筑屋面模块化绿化减碳的成本效益分析方法。

40、第四方面，本发明提供了一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，过程包括根据上述的实现建筑屋面模块化绿化减碳的成本效益分析方法。

41、本发明的主要贡献和创新点如下：

42、1.建立了建筑屋面绿化模块化的减碳技术体系增量成本和减碳效益核算模型，能够对增量成本与减碳效益进行综合分析和量化，为评估其在不同应用场景中的经济性和可行性提供了科学依据。

43、2.明确了建筑屋面模块化绿化的经济效益与碳减排之间的关系，通过计算减碳经济程度，可直观地判断该技术的经济可行性。

44、3.有助于降低建筑屋面模块化绿化的初始投入成本，通过对各阶段增量成本的分析，可找到减少成本的关键阶段，从而采取相应措施降低成本。

45、4.为建筑领域的低碳转型与可持续发展提供了技术支持，推动了建筑屋面模块化绿化的广泛应用和发展。

46、5.相比传统非绿色屋顶，本发明可以为绿色低碳目的节约能源和减少环境保护的投入，为社会的可持续发展做出更大的贡献。

47、6.验证了绿色建筑在减碳方面的经济可行性，从投资回报效果来看，其减碳收益远大于增量成本，投资建筑屋面绿化模块化具有更高的性价比，可获得长远收益。

48、本发明的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本发明的其他特征、目的和优点更加简明易懂。