CN105678462A - 一种计算制造木桁架碳排放效应的方法 - Google Patents

一种计算制造木桁架碳排放效应的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于生命周期法的快速的核算制造不同类型木桁架碳排放效应的方法，其特征在于，核算步骤为：首先界定生命周期评价的范围为从原材料开采到木桁架产品出厂，再分析某种木桁架A的生产工艺，然后依据生命周期评价法与单元计算法结合起来，首先将木桁架A的工艺明确的分成若干个结构简单，边界清晰，数据准确可控工艺的过程单元。依据制造不同种类桁架B的生产工艺特点，调用木桁架A的碳排放单元或部分修改后的碳排放单元，然后进行模块化的组合，从而快速的计算出制造不同类型木桁架B的碳排放。本发明提高数据的重复利用率和碳排放效应评价的效率，节约时间和成本。

Description

一种计算制造木桁架碳排放效应的方法
技术领域
本发明属于木材工业领域，具体涉及一种基于生命周期评价法的应用于快速而又准确地计算制作不同类型木桁架碳排放的方法。
背景技术
随着全球气候变暖日益引起各国政府和公众的普遍关注,碳减排成为越来越重要的工作,发展低碳经济成为重要的经济转变发展方式。碳足迹评估作为一项抵御全球气候变暖的自觉行为,有助于企业真正了解产品对气候变化的影响,也能帮助企业了解在哪些地方排放了温室气体,这对于在未来减少碳排放极为重要。近年,林产品生产过程中的碳排放受到了世界各国的普遍重视。而木桁架作为木结构建筑中的关键构件，而且木桁架制造属于制造业，制造业是我国重要的支柱产业,长期以来,制造业中的碳排放效应关系到产品的使用，木桁架的制造过程是否符合低碳的标准，对于木桁架甚至整个木结构建筑的发展有重要的作用，因此通过快速而准确的核算企业从原材料开采到木桁架产品出厂过程中的碳排放，不仅有利于木桁架产品更符合低碳产品的要求，更能从制造工序中找到碳排放比较高的环节，改进生产工艺，实现木桁架的低碳生产。
发明内容
针对现有国内对于木结构中重要构件木桁架产品制造过程中碳排放评价的不足，本发明建立了一种基于生命周期评价法的应用于快速而又准确地计算制作不同类型木桁架碳排放的方法，该方法将生命周期评价法和单元计算法二者结合起来，一方面可以准确核算生命周期界定的范围内不同类型的木桁架的碳排放情况，另一方面通过将某一种木桁架的制造工艺分为若干单元，比较分析其他种类木桁架制造过程的工艺单元，快速获得制造不同类型木桁架产品的碳排放情况，并且建立木桁架生产过程碳排放数据库。
本发明首先以木桁架产品制造过程的碳排放效应为出发点，确定产品的生命周期评价的目标，范围和系统边界，在系统边界界定时，本着尽可能多的涵盖产品的全生命周期，同时结合我国行业的实际情况，对木桁架产品全生命周期中的过程进行取舍；
然后,根据所确定的研究范围，系统边界，将产品系统分为若干个具有不同功能的单元过程，并依据实际情况，收集数据，获得每个单元的生命周期评价清单；
最后比较制造木桁架产品A和B的工艺单元，通过已知木桁架A的碳排放情况，核算木桁架B的碳排放情况，并通过多次比较获得的结果，建立制造木桁架碳排放数据库，制造其他类型木桁架碳排放的计算步骤为：
核算步骤一、确定制造不同类型的木桁架生命周期评价的范围为原材料开采到木桁架产品出厂；
核算步骤二、分析制造木桁架A的每个生产工艺特点，获得每个生产工艺消耗的所有能源，名称和消耗量，以及管理和设备运行的情况和工作环境；
核算步骤三、根据制造木桁架A所确定的生命周期评价范围，将其范围内所有生产工艺进行模块单元划分，将整个工艺分解或组合建立结构简单，边界清晰，数据准确可控的若干模块化碳排放单元，UA1、UA2、…、UAn,则制造木桁架A的碳排放总量为CEA＝UA1+UA2+…+UAn；
核算步骤四、分析制造木桁架A和木桁架B从原材料开采到生产制造过程的差异；
核算步骤五、明确定义每一个模块化碳排放单元及其适用范围，边界条件，碳排放数据清单构成，考察锯材树种X1(涉及不同树种干燥基准的碳排放)，原材料产地X2(涉及到运输碳排放等)，设备条件X3(涉及到加工过程碳排放)，木桁架尺寸要求X4(涉及到物料和加工方式不同的碳排放)，木桁架使用场所X5(涉及室内室外使用的其他处理不同的碳排放)的特点；
核算步骤六、锯材树种X1、原材料产地X2、设备条件X3、木桁架尺寸要求X4、木桁架使用场所X5这五个方面从每个单元分析其他类型木桁架工艺是否满足木桁架A对应的单元的碳排放单元，若木桁架B正好全部满足木桁架B所对应的所有单元，则木桁架B的碳排放CEB＝木桁架A的碳排放CEA；
若木桁架B基本满足木桁架A的工艺单元，只有对应单元UAx1不满足，将这个单元的碳排放定义为M1,则木桁架B的碳排放CEB＝UA1+UA2+…+UAn-UAx1+M1，以此类推。若木桁架B的制造过程中其中有三个或三个以上的单元不满足木桁架A的制造工艺单元，则应该直接建立木桁架B的每一模块单元，CEB＝UB1+UB2+…+UBn
核算步骤七、通过单元核算方法核算的不同类型的木桁架A和B，进而可继续用核算步骤五中的方法和核算出的木桁架A和B的工艺单元与结果来计算制造其他类型的木桁架，从而实现木桁架制造工艺中的单元增多，不断增加制造木桁架过程的碳排放数据库，同时不断完善此数据库。
本发明通过不断核算制造新的不同类型的木桁架碳排放情况，调用已知碳排放的木桁架单元数据，快速而准确的核算制造新的木桁架碳排放情况，若出现不能调用数据的情况，可建立新的单元，从而扩充木桁架碳排放数据库。基于生命周期评价和单元计算法，实现了在制造木桁架的过程中碳排放情况的计算，并且通过建立制造新的木桁架过程碳排放数据库，可以核算不同工厂在相近条件下的制造木桁架碳排放情况，实现了数据的重复利用，也提高了效率，并且在比较不同的工艺单元碳排放的过程中可以分析工艺的优缺点，减少碳排放优势，对于工厂的低碳生产具有重要的指导作用。
附图说明
图1为木桁架生命周期评价范围
图2为木桁架A的工艺单元划分
图3为木桁架制造工艺参考因素
图4为木桁架B的工艺单元划分
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
本发明提供一种基于生命周期法的快速的核算不同类型木桁架碳排放效应的方法，其特征在于，核算步骤为：首先界定生命周期评价的范围为从原材料开采到木桁架出厂，再分析某种木桁架A的生产工艺，然后依据碳排放的计算方法与模块化单元计算结合起来，首先将木桁架A的工艺明确的分成若干个结构简单，边界清晰，数据准确可控工艺过程单元，如原木开采对应a1，原木加工成锯材对应a2，锯材干燥对应a3，等等。依据不同种类木桁架B的生产工艺特点，调用木桁架a的碳排放单元或部分修改后的碳排放单元，然后进行模块化的组合，从而快速的计算出不同类型木桁架b的碳排放。本发明专利用于快速的计算出不同类型木桁架碳排放效应，将木桁架生产过程的多边性和复杂性考虑其中，理清工艺流程，明确每个工艺所代表的单元，从而减少碳排放效应评价的复杂性，提高数据的重复利用率和碳排放效应评价的效率，节约时间和成本。
以下以相同尺寸室内用木桁架A和室外用木桁架B为碳排放核算对象,具体实施步骤为:
核算步骤一、确定不同类型的木桁架生命周期评价的范围。已知木桁架A的工艺单元和每个单元的碳排放。并且界定木桁架A和B的生命周期评价范围为原材料开采到木桁架产品出厂，如图1为生命周期范围；
核算步骤二、分析木桁架A的每个生产工艺特点，获得每个生产工艺消耗的所有能源，名称和消耗量，以及管理和设备运行的情况和工作环境；
核算步骤三、根据木桁架A所确定的生命周期评价范围，将其范围内所有生产工艺进行模块单元划分，将整个工艺分解或组合建立结构简单，边界清晰，数据准确可控的若干模块化碳排放单元，UA1、UA2、…、UAn,则木桁架A的碳排放总量为CEA＝UA1+UA2+…+UAn，通过界定的生命周期评价范围得到室内用木桁架A，如图2为木桁架的工艺单元划分，分为图中10个单元，分别标记为1-10，即可以计算木桁架A的碳排放为CEA＝UA1+UA2+…+UA10；
核算步骤四、分析木桁架A和木桁架B从原材料开采到生产制造过程的差异，这种差异主要体现在A桁架和B桁架制造工艺的单元的区别，木桁架A和B的主要不同在于使用环境不一样，因此木桁架B的制造过程中增加一个防腐工艺，即在工艺单元中增加了一个产品防腐处理单元；
核算步骤五、明确定义每一个模块化碳排放单元及其适用范围，边界条件，碳排放数据清单构成，如图3，重点考察锯材树种X1(涉及不同树种干燥基准的碳排放)，原材料产地X2(涉及到运输碳排放等)，设备条件X3(涉及到加工过程碳排放)，木桁架尺寸要求X4(涉及到物料和加工方式不同的碳排放)，木桁架使用场所X5(涉及室内室外使用的其他处理不同的碳排放)的等方面的特点，由于木桁架A和木桁架B用同种木材和齿板，涉及到的参考因素锯材树种X1和原材料产地X2都相同，又根据制造过程在同一工厂且木桁架A和B尺寸相同，所以参考因素设备条件X3和木桁架尺寸要求X4都相同，唯一不同的就是木桁架A和木桁架B的实验场所不同，因此木桁架B相较于木桁架A的制造工艺需要加上一个防腐处理的工艺单元；
核算步骤六、锯材树种X1、原材料产地X2、设备条件X3、木桁架尺寸要求X4、木桁架使用场所X5这五个方面从每个单元分析木桁架是否满足木桁架A对应的单元的碳排放单元，通过比较分析，得出木桁架B的制造工艺单元如图3，可分为11个工艺单元，其中木桁架A和B制造单元有10个是完全一致的，得出木桁架B的碳排放CEB＝CEA+U防腐处理＝UA1+UA2+…+UA10+U防腐处理。

Claims (2)

1.一种基于生命周期评价法的应用于快速而又准确地计算制造不同类型木桁架碳排放的方法，首先界定生命周期评价的范围为原材料开采到木桁架出厂，此方法的特征在于，在生命周期范围内，将木桁架A的制作工艺分为若干个碳排放单元，如原木开采的碳排放a1，原木加工成锯材碳排放a2，锯材干燥的碳排放a3，等等。然后依据制造不同类型的木桁架的生产工艺特点，选择不同的碳排放单元进行组合，从而实现依据木桁架A的碳排放，快速而又准确的计算其他类型的木桁架的碳排放，其计算步骤为：
核算步骤一、确定制造不同类型的木桁架生命周期评价的范围为原材料开采到木桁架产品出厂；
核算步骤二、分析木桁架A的每个生产工艺特点，获得每个生产工艺消耗的所有能源，名称和消耗量，以及管理和设备运行的情况和工作环境；
核算步骤三、根据木桁架A所确定的生命周期评价范围，将其范围内所有生产工艺进行模块单元划分，将整个工艺分解或组合建立结构简单，边界清晰，数据准确可控的若干模块化碳排放单元，UA1、UA2、…、UAn,则木桁架A的碳排放总量为CEA＝UA1+UA2+…+UAn；
核算步骤四、分析木桁架A和木桁架B从原材料开采到生产制造过程的差异；
核算步骤五、明确定义每一个模块化碳排放单元及其适用范围，边界条件，碳排放数据清单构成，考察锯材树种X1(涉及不同树种干燥基准的碳排放)，原材料产地X2(涉及到运输碳排放等)，设备条件X3(涉及到加工过程碳排放)，木桁架尺寸要求X4(涉及到物料和加工方式不同的碳排放)，木桁架使用场所X5(涉及室内室外使用的其他处理不同的碳排放)的特点；
核算步骤六、锯材树种X1、原材料产地X2、设备条件X3、木桁架尺寸要求X4、木桁架使用场所X5这五个方面从每个单元分析木桁架是否满足木桁架A对应的单元的碳排放单元，若木桁架B正好全部满足木桁架B所对应的所有单元，则木桁架B的碳排放CEB＝木桁架A的碳排放CEA；
若木桁架B基本满足木桁架A的工艺单元，只有对应单元UAx1不满足，将这个单元的碳排放定义为M1,则木桁架B的碳排放CEB＝UA1+UA2+…+UAn-UAx1+M1，以此类推。若木桁架B的制造过程中其中有三个或三个以上的单元不满足木桁架A的制造工艺单元，则应该直接建立木桁架B的每一模块单元，CEB＝UB1+UB2+…+UBn。
2.通过单元核算方法核算的不同类型的木桁架A和B，进而可继续用核算步骤五中的方法和核算出的木桁架A和B的工艺单元和结果可计算其他类型的木桁架，从而实现木桁架制造工艺中的单元增多，不断增加制造木桁架过程的碳排放数据库，同时不断完善此数据库。
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CN103996145A (zh) * 2014-05-07 2014-08-20 西安交通大学 一种制造车间碳排放综合评估方法
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