[发明专利]一种基于设计参数的施工碳排放预测方法

说明书

本发明公开了一种基于设计参数的施工碳排放预测方法，包括以下步骤：S1、计算各个已完工工程项目施工过程的碳排放量以及各个已完工工程项目单位体积的施工过程碳排放量，构建单位体积施工过程碳排放数据集；S2、对已完工工程项目对应的设计参数进行提取，构建设计参数数据集；S3、建立基于设计参数的施工过程碳排放预测模型；S4、判断施工过程碳排放预测模型的精确度，选择袋外数据均方误差最小的模型作为最终的预测模型；S5、通过最终的预测模型对施工碳排放量进行预测。本发明在工程项目设计阶段即可使用，为设计人员提供施工过程碳排放预测值，辅助设计人员在设计阶段通过优化设计参数减少施工过程碳排放。

技术领域

本发明涉及建筑设计优化的技术领域，尤其涉及到一种基于设计参数的施工碳排放预测方法。

背景技术

我国建筑业自2010年起总产值飞速增长，由2010年的27259.3亿元增长到 2019年的70904.3亿元，占国内生产总值的7.2％，建筑业能源消费总量也由2011 年的5872.16万吨标准煤增长到2018年的8685万吨标准煤。我国和沿线各国因工程建设产生的碳排放将会成为影响区域气候变化的主要因素之一。而在工程项目实施的各个阶段，建筑设计对建筑全生命周期的碳排放起关键性作用，决定了建筑的结构形式、材料选型以及间接影响到施工阶段采用的施工工艺。因此，在建筑设计阶段做出最佳的早期设计决策，能够极大地减少建筑物全生命周期的碳排放。

在过去的十年间，尽管学者们开发了很多关于碳排放的工具和验证体系，例如生命周期分析评价法(Wooley等，1997)，生命周期评估模型(1998；Tukker，2000)，环境绩效评估法(CIB，1998)，英国建筑研究所的环境评估法 (BREEAM)(英国建筑研究所，1998)，中国香港建筑物环境评估法(HKBEAM)(CET, 1999)等，但这些工具和体系多用于评价建筑设计、建筑材料以及建筑使用过程对环境的影响，要将这些方法用于施工过程碳排放预测，都需要进一步的修改和验证。

此外，在现有的设计阶段考虑施工过程产生的碳排放研究中，主要采用的方法是参考以往文献中单位建筑面积施工过程产生的碳排放，乘以现在所设计建筑的建筑面积，得到所涉及建筑施工过程产生的碳排放。然而，这种方法只考虑建筑面积对施工过程碳排放的影响，未考虑其他与建筑设计有关因素对施工过程碳排放的影响，导致碳排放结果预测不够全面和准确。同时，由于这种计算方法未考虑设计参数与建筑施工过程碳排放的关系，因此其无法通过对相关设计参数进行优化，从而降低施工过程碳排放。由于建设工程施工碳排放的计算非常复杂，除涉及施工机械、人工及相关材料等影响因素外，还涉及复杂的施工工艺、施工过程和物料运输过程，目前早期设计阶段还没有一个能够全面、系统、准确、便捷的预测工程项目施工过程碳排放的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在工程项目设计阶段即可使用的基于设计参数的施工碳排放预测方法，通过不同设计参数的设定，为设计人员提供施工过程碳排放预测值，辅助设计人员在设计阶段通过优化设计参数减少施工过程碳排放。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：

一种基于设计参数的施工碳排放预测方法，包括以下步骤：

S1、根据工程定额和已完工工程项目的工程量清单，计算各个已完工工程项目施工过程的碳排放量以及各个已完工工程项目单位体积的施工过程碳排放量，构建单位体积施工过程碳排放数据集；

S2、根据设计规范和以往研究文献，确定影响施工过程碳排放的设计参数清单，并对已完工工程项目对应的设计参数进行提取，构建设计参数数据集；

S3、根据步骤S1的构建的单位体积施工过程碳排放数据集以及步骤S2构建的对应工程项目的设计参数数据集，利用随机森林算法探寻设计参数与施工过程碳排放关联关系，建立基于设计参数的施工过程碳排放预测模型；

S4、判断施工过程碳排放预测模型的精确度，选择袋外数据均方误差最小的模型作为最终的预测模型；