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文檔簡介
鐵路工程物化階段碳排放核算5.1一般規(guī)定5.1.1鐵路工程工程物化階段碳排放應(yīng)包括建材生產(chǎn)、施工機械設(shè)備使用、人工消耗、建材運輸以及臨時占地生態(tài)恢復(fù)等產(chǎn)生的的碳排放。5.1.2本條款規(guī)定鐵路工程工程物化階段的建材應(yīng)至少包括主體結(jié)構(gòu)材料、附屬結(jié)構(gòu)材料、圍護結(jié)構(gòu)材料、臨時設(shè)施材料(如水泥、混凝土、鋼材、墻體材料、玻璃、鋁型材、瓷磚、石材等)。其他建材如果其重量比大于0.1%且采用冶金、煅燒等高能耗工藝生產(chǎn)的建材,也應(yīng)計入計算范圍。5.1.3鐵路工程采用的再生材料、可再生能源、施工新工法等減少的碳排放應(yīng)計入核算范圍。5.2鐵路工程建材生產(chǎn)碳排放量5.2.1~5.2.3建材碳排放因子應(yīng)是建材生命周期碳排放,時間邊界從建材的上游原材料、能源生產(chǎn)開始,到建材出廠結(jié)束,包含建材生產(chǎn)所涉及原材料、建材生產(chǎn)所消耗能源、建材生產(chǎn)所涉及原材料、能源的運輸。當(dāng)其中某一過程碳排放缺失或被忽略時,應(yīng)予以說明。條目對碳排放因子應(yīng)包含的內(nèi)容進行規(guī)定,旨在幫助鐵路工程碳排放核算工作人員識別有效的碳排放因子。同時,為了保證目前條件下碳排放核算工作的可操作性,本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)IPCC、中國生命周期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫以及國內(nèi)最新的研究成果,將常用鐵路工程材料的碳排放因子總結(jié)于附錄A。在未能獲得有效碳排放因子數(shù)據(jù)前,核算工作人員可根據(jù)附錄A的缺省值進行計算。5.2.4使用低值廢料和再生原料生產(chǎn)建材以及再循環(huán)利用廢料,有利于降低鐵路工程全生命期的碳排放。5.3鐵路工程施工機械設(shè)備使用碳排放量5.3.1施工機械設(shè)備的能源主要有電、汽油、柴油和燃氣等,電量以千瓦時(kWh)為計量單位,汽油和柴油以公斤(kg)為計量單位,燃氣以立方米(m3)為計量單位。本標(biāo)準(zhǔn)附錄D列出了主要能源的碳排放因子。5.3.2~5.3.4施工機械設(shè)備使用碳排放量核算的關(guān)鍵在于確定施工機械設(shè)備的電、汽油、柴油、燃氣等能源的消耗量,本標(biāo)準(zhǔn)給出兩種活動水平數(shù)據(jù)采集方法:一是施工工序能耗估算法,即根據(jù)各專業(yè)分部工程和措施項目的工程量、單位工程機械臺班消耗量和單位臺班機械消耗能源,逐一進行計算累加,匯總得到鐵路工程工程物化階段能源總用量;二是施工能耗清單統(tǒng)計法,即通過現(xiàn)場電表、燃氣、汽油和柴油消耗臺賬進行統(tǒng)計,匯總得到工程物化階段實際能耗。5.4鐵路工程人工消耗碳排放量5.4.1鐵路工程工程物化階段,建設(shè)施工人員工駐扎營地生活過程中產(chǎn)生的碳排放應(yīng)計入核算范圍。5.4.2通過查詢?nèi)藛T清單等鐵路工程相關(guān)資料,可獲得鐵路工程工程物化階段的人員清單數(shù)據(jù)。若數(shù)據(jù)無法獲取時,可根據(jù)《鐵路工程概算定額》(TZJ2101-2113)、《鐵路工程預(yù)算定額》(TZJ2000-2013)和設(shè)計資料獲得。5.4.3~5.4.4人工碳排放因子應(yīng)包括施工人員生活的碳排放。人工碳排放因子應(yīng)來自公認的可靠來源,采用經(jīng)權(quán)威機構(gòu)認證的最新發(fā)布的數(shù)據(jù)。算例1.漿砌片石護坡工程某路基漿砌片石護坡工程內(nèi)容包括挖基、回填夯實、角墻砌筑、漿砌片石護坡。漿砌片石護坡工程量為1000m3。計算路基漿砌片石護坡工程消耗材料產(chǎn)生的碳排放量。根據(jù)國家定額《鐵路工程概算定額》第一冊路基工程(TZJ2101-2018)定額子目路基漿砌片石護坡工程,單位工程量(100m3)和建材碳排放因子,建材的消耗量Mi和建材的碳排放因子MFi分別為:普通水泥42.5級M1=9164.375kgMF1=0.867片石M2=117m3MF2=5.4碎石80以內(nèi)M3=74.160m3MF3=6.6中粗砂M4=38.657m3MF4=3.5893kgCO水M5=48.498tMF5=0.01kgCO2e根據(jù)公式(5.2.1)計算得到路基漿砌片石護坡工程的消耗材料產(chǎn)生的碳排放量CM?MCM?M算例2.漿砌片石護坡工程某路基漿砌片石護坡工程內(nèi)容包括挖基、回填夯實、角墻砌筑、漿砌片石護坡。漿砌片石護坡工程量為1000m3。計算路基漿砌片石護坡工程機械設(shè)備使用產(chǎn)生的碳排放量。根據(jù)國家定額《鐵路工程概算定額》第一冊路基工程(TZJ2101-2018)定額子目漿砌片石護坡和《鐵路工程施工機具臺班費用定額》(TZJ3004),單位工程量(100m3),機械臺班消耗TEi,j履帶式液壓單斗挖掘機≤1.0m3TEi,1=0.093臺班PEi,1=62.90kg柴油/臺班單筒快速卷揚機≤10kNTEi,2=5.800臺班PEi,2=38.40灰漿攪拌機≤400LTEi,3=1.332臺班PEi,3=20.16根據(jù)公式(5.3.2)計算得到路基漿砌片石護坡工程機械設(shè)備能源用量EEi為:EEi=EEi根據(jù)公式(5.3.1)計算得到路基漿砌片石護坡機械設(shè)備碳排放量CM?EC5.5鐵路工程建材運輸碳排放量5.5.1本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》中移動源燃燒相關(guān)方法計算材料運輸?shù)奶寂欧?。決算時,運輸量、運輸距離和運輸方式通過查詢采購清單、運輸臺賬等資料確定能耗。當(dāng)實際運輸臺賬數(shù)據(jù)難以獲取時,運輸量、運輸距離和運輸方式可通過查詢設(shè)計文件、施工組織資料等確定,根據(jù)平均運輸耗能量與運輸距離預(yù)算碳排放量。5.5.2本條主要考慮建材運輸過程所消耗能源的開采、加工。建材運輸碳排放應(yīng)包含:建材從生產(chǎn)地運到施工現(xiàn)場的運輸過程、建材運輸過程所消耗能源的開采、加工,及運輸工具的生產(chǎn)、運輸?shù)缆返然A(chǔ)設(shè)施的建設(shè)等階段??紤]到目前運輸工具的生產(chǎn)、運輸?shù)缆返然A(chǔ)設(shè)施建設(shè)等過程的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)尚不完善,且此類過程分?jǐn)偟浇ú倪\輸上的環(huán)境影響較小,可忽略不計。算例:漿砌片石護坡工程建材運輸碳排放量某路基漿砌片石護坡工程,建設(shè)過程中使用到的材料有普通水泥42.5級、片石、碎石80以內(nèi)、中粗砂及水,漿砌片石護坡工程量為1000m3,計算漿砌片石護坡工程建材運輸碳排放量。根據(jù)《鐵路工程概算定額》第一冊路基工程(TZJ2101-2018)定額子目路基漿砌片石護坡工程,得出單位工程量(100m3)建材用量;查設(shè)計文件和施工組織文件,得出建材的運輸量、運輸距離和運輸方式;查《鐵路工程材料基期價格》(TZJ3003-2017)得出材料單位重量;查附錄C得出各種運輸方式的碳排放因子,建材的運輸量、運輸距離、運輸方式及碳排放因子分別為:普通水泥42.5級運輸量:T1=9164.375kg運輸距離:D1,1=450km運輸方式:鐵路運輸(中國市場平均)ET1=0.01kgCO2e/片石運輸量:T2=117m3運輸距離:D2,2=5km運輸方式:重型汽油貨車運輸(載重10t)ET2=0.104kgCO2e/碎石80以內(nèi)運輸量:T3=74.16m3運輸距離:D3,3=5km運輸方式:重型汽油貨車運輸(載重8t)ET3=0.115kgCO2e/中粗砂運輸量:T4=38.657m3運輸距離:D4,4=5km運輸方式:重型柴油貨車運輸(載重46t)ET4=0.057kgCO2e/水運輸量:T5=48.498t運輸距離:D5,5=5km運輸方式:重型柴油貨車運輸(載重30t)ET5=0.078kgCO2e/根據(jù)公式(5.5.1)計算漿砌片石護坡工程建材運輸碳排放量(CM?TC5.6鐵路工程臨時占地生態(tài)恢復(fù)碳排放量5.6.1臨時占地生態(tài)恢復(fù)是指施工現(xiàn)場、臨時設(shè)施和廢棄物填埋場等在鐵路工程建造完成后需要對其占地進行生態(tài)修復(fù),臨時工程主要包括拌合站、鋼筋加工場、預(yù)制梁場、施工便道、便橋等。臨時占地生態(tài)恢復(fù)碳排放量計算需要考慮土地整理、起挖植物、運輸苗木、移植栽植植物以及植物管培等消耗的人工、材料及機械設(shè)備臺班。5.6.2本條規(guī)定了臨時占地生態(tài)恢復(fù)人工、材料消耗、機械設(shè)備臺班碳排放核算方法,與公式(5.4.1)、公式(5.2.1)、公式(5.3.1)關(guān)于人、材、機計算方法一致。其中人工工日消耗量、材料消耗量、機械設(shè)備能耗量依據(jù)實際消耗人工工日、材料消耗清單和能耗清單進行采集;不能獲得時可依據(jù)設(shè)計資料、《園林綠化工程消耗量定額》(ZYA2-31)、《鐵路工程預(yù)算定額》(TZJ2000-2013)等進行預(yù)算。5.6.3本條針對土壤和生態(tài)環(huán)境的特點,提出了化肥和農(nóng)藥的使用要求。合理選擇化肥及農(nóng)藥品種及用量,防止和控制化肥及農(nóng)藥對環(huán)境的污染。化肥和農(nóng)藥使用量可依據(jù)實際材料消耗清單進行取值;不能獲得時,可依據(jù)設(shè)計資料、《園林綠化工程消耗量定額》(ZYA2-31)等進行預(yù)算。算例:植小灌木某臨時施工道路,道路長度9000m,寬度4.5m,臨時施工道路生態(tài)恢復(fù)工程包括表土回填、表土剝離、植小灌木、噴播植草、生態(tài)防護網(wǎng)、團??屯羾姴?。以臨時施工道路生態(tài)恢復(fù)工程植小灌木為算例,根據(jù)設(shè)計資料需要植小灌木50株,采用栽植單株帶土球灌木冠徑≤250cm,計算栽植小灌木過程中人工、材料、機械設(shè)備碳排放量。根據(jù)《園林綠化工程消耗量定額》(ZYA2-31)和附錄B常用施工機械臺班能源用量,單位工程量(10株)人工總工日L、材料消耗量Mi、機械臺班消耗量TEi人工L=4.52工日;水Mi=1.375m3汽車式起重機提升質(zhì)量8tTEi,j=0.08臺班P查附錄A建材碳排放因子、附錄D主要能源碳排放因子,得出人工、水及柴油的碳排放因子。根據(jù)公式(5.4.1)、公式(5.2.1)、公式(5.3.1)計算得到栽植小灌木過程中人工、材料、機械設(shè)備的碳排放量。CCCC6鐵路工程運營維護階段碳排放核算6.1一般規(guī)定6.1.1鐵路工程運營維護階段碳排放量應(yīng)考慮列車動力牽引、設(shè)備運行、鐵路維修維護碳排放量,鐵路工程綠化、植被的碳匯量也應(yīng)記入。動力牽引、設(shè)備運行碳排放量及鐵路綠地碳匯量計算其年均量,再依據(jù)時間跨度進行累加。6.1.2本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鐵路工程運營年限應(yīng)與設(shè)計文件一致,當(dāng)設(shè)計文件不能提供時,時間累計通??扇?00年。。使用者可逐年核算鐵路工程運營維護碳排放量,再將結(jié)果累加,作為一定運營時間跨度范圍內(nèi)的碳排放量。6.1.3鐵路工程設(shè)備運行碳排放主要考慮設(shè)備運行過程中能源消耗產(chǎn)生的碳排放,包括暖通空調(diào)、照明、電梯、水泵、風(fēng)機及生活熱水系統(tǒng)等。動力牽引年碳排放量、設(shè)備運行年碳排放量、維修維護碳排放量和綠地年碳匯量分別按本標(biāo)準(zhǔn)6.2-6.5條相關(guān)規(guī)定計算。6.1.4鐵路工程動力牽引的碳排放量核算應(yīng)考慮采取節(jié)能措施的減碳量,設(shè)備運行碳排放量核算應(yīng)考慮使用可再生能源時的減碳量,鐵路維修維護碳排放量核算應(yīng)考慮使用再生材料及低碳材料的減碳量。6.2鐵路工程動力牽引年碳排放量6.2.1動力牽引碳排放量(CR6.2.2動力牽引系統(tǒng)消耗電能、燃油等形式的終端能源。進行決算時,能源消耗量數(shù)據(jù)來源于儀表計量的實際消耗數(shù)據(jù);進行預(yù)算時,能源消耗量應(yīng)依據(jù)設(shè)計資料,參考《列車牽引計算規(guī)程》(TB/T1407)計算得出。6.2.3動力牽引年能源消耗量(ER?機車單位牽引力(f)按照機車牽引力(F)結(jié)合機車計算重量(MP)和牽引計算重量(M(1)-(2)《列車牽引計算規(guī)程》(TB/T1407)規(guī)定,機車牽引力以輪周牽引力為計算標(biāo)準(zhǔn),即以輪周牽引力來衡量和表示機車牽引力的大小。輪周牽引力一般按照《列車牽引計算規(guī)程》(TB/T1407)中電力機車及內(nèi)燃機車已知的牽引特性曲線,采用曲線擬合法或者線性插值法得出機車牽引力(F)大小。(3)-(5)一般給定的內(nèi)燃機車柴油機功率、機車牽引力都是在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的數(shù)據(jù),但在高海拔、高氣溫條件下,因空氣密度小,進入柴油機氣缸中的空氣量少,燃燒惡化,柴油機功率降低導(dǎo)致機車牽引力降低,必須對牽引力進行修正。修正的辦法是通過試驗得出的溫度修正系數(shù)(λH)和海拔修正系數(shù)(λP)進行修正,其中,溫度修正系數(shù)(λH)和海拔修正系數(shù)列車單位阻力(1)形成列車阻力的原因復(fù)雜,按照阻力形成的原因分為運行基本阻力(w0)和附加阻力(wA)?;咀枇Γ╳基本阻力(w0)決定于許多因素,它與機車、車輛結(jié)構(gòu)和技術(shù)狀態(tài)、軸重、線路情況、氣候條件以及列車運行速度等都有關(guān)系。由于這些因素極為復(fù)雜,甚至于相互矛盾,實際應(yīng)用中很難用理論公式進行準(zhǔn)確計算。《列車牽引計算規(guī)程》(TB/T1407)規(guī)定,機車基本阻力公式不再區(qū)分牽引和惰行兩種工況,采用統(tǒng)一(惰行工況)公式。表6-1不同機型電力機車單位運行基本阻力公式系數(shù)表機型ABCSS1、SS3、SS4、SS4(改)2.250.01900.000320SS4B2.160.00120.000401SS34000、SS3B、SS6、SS6B1.890.00290.000396SS71.400.00380.000348SS7C1.440.00990.000298SS7D、SS7E1.230.001790.000233SS81.020.00350.000426SS9、SS9(改)1.750.02340.0001848G、8K2.550.00890.000212HXD1(軸重23t)、HXD1(軸重25t)、HXD1B、HXD1C(軸重23t)、HXD2、HXD2B、HXD2C(軸重23t)、HXD2C(軸重25t)、HXD3(軸重23t)、HXD5(軸重25t)、HXD3A(軸重25t)、HXD3B、HXD3C、HXD3CA1.200.00650.000279HXD1D、HXD3D1.480.00180.000304HXD1F(軸重27t)、HXD2F(軸重27t)、HXD1F(軸重30t)、HXD2F(軸重30t)1.610.01770.000192表6-2不同機型內(nèi)燃機車單位運行基本阻力公式系數(shù)表機型ABCDF4(貨、客)、DF4B(貨、客)、DF4C(貨)、DF4D(貨、客)、DF4DF、DF4E、DF7D、DF10F2.280.02930.000178DF8、DF8B、DF8B(高原)2.400.00220.000391DF11、DF4D(準(zhǔn)高速)0.860.00540.000218DF11G、DF11G1.160.00890.000160ND51.310.01670.000391NJ21.870.00520.000344HXN30.820.00260.000499HXN50.950.00230.000497表6-3不同車型客車單位運行基本阻力公式系數(shù)表車型ABC120km/h速度等級1.660.00750.000155140km/h速度等級1.820.01000.000145160km/h速度等級(單層)1.610.00400.000187160km/h速度等級(雙層)1.240.00350.000157(2)附加阻力(wA)是列車在個別情況下才遇到的阻力。如列車在坡道上運行時的坡道附加阻力(wS),在曲線上運行時的曲線附加阻力(wC(3)-(4)具有一定長度并處于運動狀態(tài)中的列車,在進出和通過坡道、曲線、隧道的過程中,列車所受的各種附加阻力都隨時在變化。目前,手工計算時仍然只能把列車看成沒有長度的一個質(zhì)點,計算是以坡段(不一定是自然坡段)為單元,在列車的質(zhì)心(即重心,假定列車是均質(zhì)的,取為中心)越過變坡點時,列車所受的坡道附加阻力突然改變。在這種情況下,曲線阻力、隧道阻力折算坡度的長度,只能是該曲線、隧道所在坡段的長度,而不是列車長度。曲線阻力(隧道阻力)換算成折算坡度千分?jǐn)?shù)的實質(zhì),是根據(jù)等效處理的原則,用一個與曲線(隧道)所在坡段等長的折算坡度千分?jǐn)?shù)iC(或i①機車車輛單位加算附加阻力(wA機車車輛的單位坡道附加阻力(wS)、單位曲線附加阻力(wC)和單位隧道附加阻力(wT機車車輛的單位加算附加阻力(wA)可以用加算坡度千分?jǐn)?shù)(iA)表示,iA②單位坡道附加阻力(wS機車、車輛在坡道上運行時,除了基本阻力之外,還有坡道附加阻力,簡稱坡道阻力。坡道阻力是機車、車輛的重力沿軌道下坡方向的分力。坡度千分?jǐn)?shù)的意義是,當(dāng)線路前進距離為1000m時,其坡道終點與始點的高度差。上坡為“+”號,下坡為“—”號。例如5‰的坡道,表示每前進1000m的距離升高5m的上坡道??梢詮睦碚撋献C明,機車、車輛的單位坡道阻力wS(N/kN)在數(shù)值上正好等于坡度的千分?jǐn)?shù)i,見圖6-1圖6-1坡道阻力示意圖圖6-1代表列車運行于上坡道時的受力示意圖。BC為AB距離中標(biāo)高上升的高度,則坡度的千分?jǐn)?shù)為i設(shè)列車受到的重力為(MP+WS=(MP其中Ws的單位為kN,單位坡道附加阻力wS的單位是N/kw上式表明:列車單位坡道阻力在數(shù)值上等于坡道坡度的千分?jǐn)?shù)i。例如:列車運行在5‰的上坡道上,單位坡道阻力wS=5N/kN;若在5③單位曲線附加阻力(wC機車車輛在曲線上運行時的阻力大于同樣條件下直線上運行時的阻力,其增大部分叫曲線附加阻力,簡稱曲線阻力。引起曲線阻力的主要原因是機車、車輛在曲線上運行時,輪軌間的縱向和橫向滑動、輪緣與鋼軌內(nèi)側(cè)面的摩擦增加,同時,由于轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向和側(cè)向力的作用,上下心盤等部分摩擦加劇。曲線附加阻力的影響因素復(fù)雜,難以用理論推導(dǎo)出計算公式,通常用對比的方法,并考慮主要的、易于計算的因素—曲線半徑R,經(jīng)試驗得出試驗公式。④單位隧道附加阻力(wT列車進入隧道后,列車頭部正壓與列車尾部的負壓都增大,列車頭尾形成較大壓力差,大大增加了列車的空氣阻力。同時,空氣沿列車表面及隧道表面流動的速度提高,加之機車車輛外形結(jié)構(gòu)的原因,空氣形成紊流,造成空氣與列車表面及隧道表面的摩擦,產(chǎn)生摩擦阻力,以上兩項阻力之和稱為隧道空氣附加阻力,用wT表示。顯然wT總為正值,也可以用折算坡度的千分?jǐn)?shù)表示,記作隧道越長、牽引輛數(shù)越多、運行速度越高,隧道空氣附加阻力越大。單位隧道空氣附加阻力(wT列車單位制動力(1)列車制動力的計算分為實算法和換算法。換算法為了簡化列車制動力的計算,不管列車中同一種摩擦材料有多少種實算閘瓦壓力值,都采取一個固定實算閘瓦壓力的實算摩擦系數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn),這個摩擦系數(shù)稱為換算摩擦系數(shù)(φ?)。當(dāng)列車中制動摩擦材料為同一品種時,共用一個換算摩擦系數(shù),它與全列車總換算閘瓦壓力的乘積就是列車的緊急制動力(B)。結(jié)合機車計算重量(MP)和牽引計算重量(MT(2)當(dāng)列車使用常用制動時,列車單位常用制動力(bc)小于列車單位緊急制動力(b),二者的比值稱為常用制動系數(shù)β表6-4常用制動系數(shù)β列車管減壓量kPa常用制動系數(shù)旅客列車貨物列車列車管定壓600kPa列車管定壓500kPa列車管定壓600kPa507600.290.320.28700.390.420.37800.470.520.46900.550.600.531000.610.680.601100.690.750.671200.760.820.731300.820.890.781400.880.950.831500.93—0.881600.98—0.931701.00—0.96(3)各型電力機車電制動力及內(nèi)燃機車電制動力(BD)參考《列車牽引計算規(guī)程》(TB/T1407)進行取值,結(jié)合機車計算重量(MP)和牽引計算重量(MT列車所受牽引力、阻力、制動力的方向不同,對列車所起的作用不同,列車運動狀態(tài)取決于作用在列車上的合力。把與列車運行方向相同的力規(guī)定為正,相反的力規(guī)定為負,為了計算和分析的方便,通常用單位合力來計算。機車工況不同,作用于列車上的力的組合也不同。動力牽引系統(tǒng)年運行能耗量(ER?Ei)根據(jù)列車年運行次數(shù)(L)和單次運行能源消耗量(Ei)進行計算。列車運行過程中,當(dāng)單位合力c≠0時,在一定速度間隔內(nèi),取其平均速度的單位合力計算在此速度間隔內(nèi)的運行時間。單次運行能源消耗量(Ei)根據(jù)t時刻的列車運行速度(vt)、列車牽引力(6.2.4再生制動是指在制動工況時將電動機切換成發(fā)電機運轉(zhuǎn),利用車的慣性帶動電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生反轉(zhuǎn)力矩,將一部分的動能或勢能轉(zhuǎn)化為電能并加以儲存或利用,是一個能量回收的過程。再生制動能量指制動時把車輛的動能轉(zhuǎn)化及儲存起來能夠再利用的能量。進行決算時,應(yīng)根據(jù)監(jiān)測儀表數(shù)據(jù)進行計量,當(dāng)無法獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)時,應(yīng)依據(jù)相關(guān)設(shè)計資料進行計算。算例:動力牽引年碳排放量設(shè)定某線路區(qū)段長度30km,其區(qū)間線路概況(車站、坡度、曲線、隧道、電分相及限速)如圖6-2所示,該線路采用FXD-1機車。圖6-2區(qū)段線路概況使用依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)內(nèi)容及《列車牽引計算規(guī)程》(TB/T1407)開發(fā)的軟件,輸入上述線路數(shù)據(jù)及列車相關(guān)數(shù)據(jù),參考圖6-3牽引計算軟件計算流程圖,計算得出上行運行總能耗為610.22kWh,下行運行總能耗為717.36kWh。圖6-3牽引計算軟件計算流程圖EEL上行設(shè)列車運行次數(shù)為每日5對車,則年運行次數(shù)為3650次(其中上行1825次,下行1825次)。根據(jù)公式(-1)和(6.2.1)計算年運行能源消耗量ER?Ei和動力牽引年碳排放量CR?T。其中,電力碳排放因子參考生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南發(fā)電設(shè)施(2022年修訂版)》,中國2020年電網(wǎng)平均二氧化碳排放數(shù)值為0.5810kgCOEC即列車動力牽引產(chǎn)生的年碳排放量為1.41×106.3鐵路工程設(shè)備運行年碳排放量6.3.1設(shè)備運行年碳排放量(CR-E-E)主要由暖通空調(diào)、照明、電梯、水泵、風(fēng)機以及生活熱水系統(tǒng)等設(shè)備運行消耗能源產(chǎn)生的;制冷劑又稱制冷工質(zhì),常用的制冷劑有無機化合物、氟利昂、共沸溶液、碳氫化合物、R-404A制冷劑等。它是在制冷系統(tǒng)中不斷循環(huán)并通過其本身的狀態(tài)變化以實現(xiàn)制冷的工作物質(zhì),制冷劑循環(huán)過程中轉(zhuǎn)化成氣體擴散到大氣中,屬于溫室氣體。6.3.2可再生能源包括太陽能生活熱水系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、光伏系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等;可再生能源系統(tǒng)的減碳量受資源和能源系統(tǒng)的實際用能量影響,計算鐵路工程碳排放時,應(yīng)考慮可再生能源供應(yīng)與鐵路工程能源消耗的匹配性,并在對應(yīng)鐵路工程能源系統(tǒng)的能源消耗量中扣除。6.3.3每臺設(shè)備制冷劑充注量由所添加制冷劑的機型決定。規(guī)定以二氧化碳的全球變暖潛值GWP為1,泄露制冷劑的GWP值可按本標(biāo)準(zhǔn)附錄E選取。6.3.4設(shè)備運行年能源消耗量冷負荷為建筑物為保持熱濕環(huán)境和所要求的室內(nèi)溫度,由空調(diào)系統(tǒng)從房間帶走的熱量,或在某一時刻需向房間供應(yīng)的冷量,冷負荷包括顯熱量和潛熱量兩部分。相反,如果空調(diào)系統(tǒng)需要向室內(nèi)供熱,以補償房間損失熱量而向房間供應(yīng)的熱量則稱為熱負荷。鐵路高峰期包括春假、寒暑假放假、長假(五一、十一期間)等是冷負荷和熱負荷的高峰期。目前常用的逐時能耗模擬工具都較為復(fù)雜、涉及的計算因素也很多,對計算工程師的專業(yè)素質(zhì)要求高,計算工作量大,計算結(jié)果一致性不高。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布的《Energyperformanceofbuildings-Calculationofenergyuseforspaceheatingandcooling》(ISO13790-2008)提供了簡便、準(zhǔn)確的月平均負荷計算方法,英國官方提供的建筑能效和碳排放計算軟件SBEM、德國的WUFI和PHPP、我國的愛必宜均采用該方法。在工程應(yīng)用上具有一致性高和計算簡便的優(yōu)勢,能夠保證評價結(jié)果的一致性和權(quán)威性。地源熱泵系統(tǒng)的供暖效率較高,在暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗計算中已經(jīng)考慮在內(nèi),不應(yīng)再單獨計算其碳減排量。輸送系統(tǒng)包括冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)和風(fēng)系統(tǒng);水泵風(fēng)機包括貫流風(fēng)機、離心風(fēng)機和軸流風(fēng)機,能源消耗主要來自水泵風(fēng)機運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的電力能耗。對鐵路工程房建碳排放進行計算,主要是考慮暖通系統(tǒng)不同而帶來的碳排放不同。其中人員短期逗留區(qū)域空調(diào)供冷工況室內(nèi)設(shè)計參數(shù)宜比長期逗留區(qū)域提高1℃-2℃,供暖工況宜降低1℃-2℃。短期逗留區(qū)域供冷工況風(fēng)速不宜大于0.5m/s,供暖工況風(fēng)速不宜大于0.5m/s。通常人員長期逗留區(qū)域空調(diào)室內(nèi)設(shè)計溫度,供暖工況選22℃,供冷工況選26℃。人員短期逗留區(qū)空調(diào)供暖工況選20℃,供冷工況選28℃。輻射供冷室內(nèi)設(shè)計溫度選27℃。區(qū)域照明功率密度值指建筑內(nèi)單位面積的照明安裝功率,單位為瓦/平方米,區(qū)域照明面積為鐵路工程內(nèi)的燈具所照射的面積,區(qū)域照明時間為鐵路工程內(nèi)的燈具的照明時間,應(yīng)急燈照明功率密度指房建內(nèi)應(yīng)急燈單位面積的照明安裝功率。照明系統(tǒng)應(yīng)按面積計算能量消耗,進而計算鐵路工程的照明系統(tǒng)的碳排放。照明系統(tǒng)單位面積的小時照明功率的確定主要按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB50034)執(zhí)行。照明系統(tǒng)的能量消耗的計算應(yīng)考慮日光照射、控制方式和室內(nèi)人員的影響。鐵路工程中需要照明系統(tǒng)的建筑使用模式是影響照明系統(tǒng)能耗的主要因素,高、低峰期、經(jīng)濟條件、地域差異情況都會對人的行為模式產(chǎn)生影響,為了更為準(zhǔn)確地考慮鐵路工程內(nèi)人員對照明能耗的影響,通常假定鐵路工程中的人員具有一致的行為習(xí)慣,此時,照明系統(tǒng)固有的控制方式是影響鐵路工程照明能耗的主要影響因素。照明系統(tǒng)可以根據(jù)人員需求對房間內(nèi)的照明系統(tǒng)進行開關(guān)控制,人員感應(yīng)控制可以根據(jù)室內(nèi)人員的有無對照明系統(tǒng)進行控制,光電控制可以根據(jù)自然采光下的房間照度對照明系統(tǒng)進行控制,因此照明系統(tǒng)的控制方式是影響照明系統(tǒng)開啟時間的重要因素。照明為滿足鐵路工程中各個建筑功能提供了必要條件,良好的照明條件有利于生產(chǎn)、工作和身體健康。與此同時,為了提供必要的照明條件,照明系統(tǒng)消耗一定的能源并產(chǎn)生碳排放。準(zhǔn)確計算照明系統(tǒng)的能源消耗需要考慮燈具的效率、使用時間、人員、控制策略、自然采光等對照明能耗的影響。電梯電梯能耗受使用時間影響較大,電梯的能耗不僅與電梯自身的配置情況有關(guān),而且還與生產(chǎn)、生活建筑的結(jié)構(gòu)、電梯的數(shù)量和布局、建筑內(nèi)客流情況以及電梯的調(diào)度情況等有關(guān),因此,電梯能耗計算復(fù)雜。本標(biāo)準(zhǔn)參考了國際標(biāo)準(zhǔn)“Energyperformanceoflifts,escalatorsandmovingwalksISO25745-22015”的核算方法。電梯在使用過程中,能量消耗主要體現(xiàn)在運行能耗和待機能耗兩部分。德國標(biāo)準(zhǔn)“LiftsenergyefficiencyVDI4707.1”是國際上比較通用的電梯能效標(biāo)識系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)中待機的能量需求等級和運行時的能量需求等級見表6-6和表6-7。國內(nèi)外學(xué)者對電梯的待機時間和運行時進行了研究和總結(jié),表6-8中列出了相關(guān)研究結(jié)果,可供計算時使用。表6-6待機時的能量需求等級輸出(W)≤50(50,100](100,200](200,400](400,800](800,1600]>1600等級ABCDEFG表6-7運行時的能量需求等級特定能量消耗(mWh·kgm)≤0.56(0.56,0.84](0.84,1.26](1.26,1.89](1.89,2.80](2.80,4.20]>4.20等級ABCDEFG表6-8常見電梯平均運行時間和平均待機時間使用種類12345使用強度/頻率非常低
非常少低
少中等
偶爾高
經(jīng)常非常高
非常頻繁平均運行時間(每天的小時數(shù))(h)0.2
(≤0.3)0.5
(0.3-1)1.5
(1-2)2
(2-4.5)6
(>4.5)平均待機時間(每天的小時數(shù))(h)23.823.522.52118典型建筑類型和使用情況1.單元住戶6人以下的住宅;
2.很少運行的小型辦公樓或行政樓1.單元住戶20人以下的住宅;
2.2層-5層的小型辦公樓或者行政樓;
3.小型旅館;
4.很少運轉(zhuǎn)的貨運電梯。1.單元住戶50人以下的住宅;
2.10層以下的小型辦公樓或者行政樓;
3.中型酒店;
5.中等運轉(zhuǎn)的貨運電梯。1.單元住戶50人以上的住宅;
2.10層以上的小型辦公樓或者行政樓;
3.大型酒店;
4.小型至中型醫(yī)院;
5.只有一半的生產(chǎn)過程用貨運電梯。1.超過100m高的辦公樓或行政樓;
2.大型醫(yī)院;
7.多班次生產(chǎn)過程用貨電梯。算例:電梯系統(tǒng)某車站電梯,采用升降電梯,電梯運行時能量需求等級為B級,待機時的能量需求等級為C級,井道尺寸為2595mm×2950mm,基坑深度為1700mm,服務(wù)樓層為2樓,各計算參數(shù)如下:電梯特定能量消耗P=0.7m·Wh/kg·m;電梯年平均運行小時數(shù)ta=2190h;電梯速度V=1m/s;電梯額定載重量W=1600kg;電梯待機時能耗ES=150W;電梯年平均待機小時數(shù)ts=2190h。根據(jù)公式()計算電梯年運行能耗為:ER?E?D水泵、風(fēng)機在計算年能源消耗量中,水泵效率一般能達到70%,風(fēng)機能達到90%以上。生活熱水的需求量與室內(nèi)人員的數(shù)量、使用習(xí)慣和活動類型有關(guān)。生活熱水碳排放量計算應(yīng)按室內(nèi)人數(shù)和候車廳、生產(chǎn)、生活房屋的類別來計算。而不是按房間面積來確定。這里的生活熱水不包括飲用水,僅包括生產(chǎn)、生活房屋和候車廳日常洗浴和供暖等的熱水供應(yīng)。準(zhǔn)確計算生活熱水在儲存、輸配過程中的各項熱損失,包括生活熱水輸配熱損失、儲熱水箱熱損失和二次循環(huán)熱損失是生活熱水系統(tǒng)能耗計算的難點,這些損失通過生活熱水輸配效率(ηH)綜合考慮。生活熱水系統(tǒng)包括有電熱水器、燃氣熱水器、熱泵熱水器等類型,電熱水器和燃氣熱水器的效率較為穩(wěn)定,可直接按額定功率進行計算,但熱泵型熱水器的效率受環(huán)境因素影響較大,應(yīng)采用年系統(tǒng)平均效率進行計算。0本標(biāo)準(zhǔn)考慮太陽能系統(tǒng)在生活熱水中的廣泛應(yīng)用,核算碳排放應(yīng)考慮太陽能系統(tǒng)的碳減排。1光伏系統(tǒng)的發(fā)電量是動態(tài)變化,太陽能資源逐時變化,且系統(tǒng)效率也受資源因素的影響。當(dāng)前的太陽能電池種類包括了晶體硅電池、薄膜電池及其他材料電池。其中硅電池又分為單晶電池、多晶電池和無定形硅薄膜電池等。對太陽能電池而言,最重要的參數(shù)是光電轉(zhuǎn)換效率,在實驗室所研發(fā)的硅基太陽能電池中,單晶硅電池效率為25.0%,多晶硅電池效率為20.4%,銅銦鎵硒薄膜(CIGS)電池效率達19.6%,碲化鎘(CdTe)薄膜電池效率達16.7%,非晶硅(無定形硅)薄膜電池的效率為10.1%,而在實際應(yīng)用中效率略低這一水平。表6-9提供了一些常見的光伏電池的轉(zhuǎn)換效(KE)。表6-9光伏電池轉(zhuǎn)化效率組件類型效率單晶硅15%多晶硅12%無定形硅6%其他非晶體硅薄膜8%光伏發(fā)電系統(tǒng)在光電轉(zhuǎn)換和輸配過程中存在能量的損失,表6-10列出了常見環(huán)節(jié)的損失效率。計算時應(yīng)注意,光伏系統(tǒng)光伏面板的凈面積計算時不包括支撐結(jié)構(gòu)。表6-10光電系統(tǒng)損失組件類型損失效率轉(zhuǎn)換器損失7.5%組件遮光2.5%組件溫度3.5%遮光2.0%失配和直流損失3.5%最大功率點失配誤差1.5%交流損失3.0%其他1.5%總損失25.0%2本條提供了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)年發(fā)電量的簡化計算公式。其中地形類別和相關(guān)系數(shù)見表6-11,風(fēng)力渦輪機的效率見表6-12。年可利用平均風(fēng)速為風(fēng)速大于0m/s時刻的風(fēng)速的平均值。8760h為一年中的小時數(shù)。表6-11地形類別和相關(guān)系數(shù)地形類別場地因子地表粗糙系數(shù)開闊平地0.170.01有護欄的農(nóng)村,臨時的農(nóng)村建筑、房屋或數(shù)目0.190.05郊區(qū),廠區(qū)0.220.30平均高度超過15m的建筑占15%面積以上的市區(qū)0.241.00表6-12風(fēng)力渦輪機效率年可利用平均風(fēng)速(m/s)小型渦輪機(<80kW)中型渦輪機(≥80kW)(0,3]0%0%(3,4]20%36%(4,5]20%35%(5,6]19%33%(6,7]16%29%(7,8]15%26%(8,9]14%23%>914%23%6.4鐵路工程維修維護階段碳排放量6.4.1鐵路工程運營階段,部分材料或構(gòu)件達到壽命周期需要對其進行維護或更替,生產(chǎn)替換材料以及替換材料活動均產(chǎn)生碳排放。6.4.2與第一次的生產(chǎn)與建造過程不同,受材料、構(gòu)件、設(shè)備自身使用壽命的限制,在運營階段可能需進行多次更替。材料、構(gòu)件、設(shè)備的更替次數(shù)與材料的壽命及鐵路工程運營時間有關(guān)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,將鐵路工程運行時間與材料、構(gòu)件、設(shè)備的壽命比值向下取整為材料、構(gòu)件、設(shè)備的維護次數(shù)。在核算中,宜優(yōu)先根據(jù)材料、構(gòu)件、設(shè)備的實際更替情況或更替臺賬等資料確定更替次數(shù),無法獲得時,可參考維修維護相關(guān)規(guī)范(如:《鐵路工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》、《鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則》等)進行確定。6.4.3鐵路工程維護階段碳排放計算方法與工程物化階段一致,決算時,可根據(jù)維護過程材料清單、繳費清單等采集活動水平數(shù)據(jù),進行碳排放量決算。記錄數(shù)據(jù)不完整時,可參考工程物化階段,根據(jù)維修維護施工機具的功率、運行臺班數(shù)、運行時長、每臺班耗電量等主要運行工況參數(shù)進行預(yù)算。6.5鐵路工程綠地年碳匯量6.5.1當(dāng)核算鐵路工程碳排放時,應(yīng)考慮綠化地固碳作用。鐵路綠化是指在鐵路工程邊坡、站場、橋下恢復(fù)綠化區(qū)、隧道邊仰坡等綠化場地上直接或間接附著適合本地環(huán)境生長的綠化植物,如當(dāng)?shù)貑棠?、灌木等,起到改善環(huán)境,增加碳匯的效果。6.5.2綠化植物的固碳量受植物種類、植栽方式、氣候條件、土壤條件等因素的影響。考慮工程應(yīng)用的可操作性,本標(biāo)準(zhǔn)采用綠地面積與單位綠地面積的固碳量對鐵路工程綠化地固碳量進行計算。單位綠地面積的固碳量與植物種類有關(guān),宜采用各地方機構(gòu)或權(quán)威機構(gòu)發(fā)布的數(shù)據(jù)。若無相關(guān)數(shù)據(jù),可采用本標(biāo)準(zhǔn)附錄F的數(shù)據(jù)進行計算。7鐵路工程拆除處置階段碳排放核算7.1一般規(guī)定7.1.1鐵路工程的拆除主要包括人工拆除和機械拆除,無論使用哪一種拆除方式,均需施工人員進行相應(yīng)操作,同時拆除機械運行時消耗能源,將拆除物從施工場地運輸至處置場地也消耗能源。7.1.2拆除處置階段碳排放不包括拆除物在處置場進行回收加工時所產(chǎn)生的碳排放。拆除處置階段的辦公用房、生活用房等因使用周期較短,為方便于周轉(zhuǎn)使用,通常采用夾心彩鋼板制作的活動板房、集中箱房屋,這類簡易臨時房屋安裝和拆除簡便,其施工和拆除能耗較少,因此不計入核算范圍。7.2鐵路工程拆除處置階段碳排放量7.2.1~7.2.4進行鐵路工程拆除處置階段碳排放量決算時,可根據(jù)鐵路工程拆除過程中的能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)和能源消耗統(tǒng)計清單確定能耗數(shù)據(jù),計算碳排放量。當(dāng)進行預(yù)算或決算清單數(shù)據(jù)不全時,可參考拆除方案定額,根據(jù)鐵路工程拆除的施工機具電功率、運行臺班數(shù)、運行時長等主要運行工況參數(shù)進行計算。其能源碳排放因子可根據(jù)附錄B獲得。拆除物運輸距離分析可根據(jù)鐵路工程拆除現(xiàn)場與拆除物處置場所的位置進行合理估算,僅考慮單向運輸。拆除物的運輸量應(yīng)根據(jù)實際現(xiàn)場情況進行計算,拆除物的運輸方式采用公路運輸,其運輸碳排放因子由附錄C獲得。算例:軌道拆除工程某軌道工程拆除,采用人工配合機械的方式進行拆除,主要包括無縫線路解體、鋸軌、打孔,拆除線路街頭,拆卸加強設(shè)備等,本次拆除總工程量為441.257km,計算拆除過程中的機械設(shè)備能源消耗的碳排放、人工消耗碳排放以及拆除物運輸?shù)奶寂欧?。查詢《鐵路工程定額預(yù)算定額》第四冊軌道工程(TZJ2000-2017)定額子目拆除工程和《鐵路工程施工機具臺班費用定額》(TZJ3004),及相關(guān)文獻得到單位工程量(拆除每km)機械臺班消耗量TEi,j和機械單位臺班的能源用量PEi,j;單位公里人工工日消耗量L,人工碳排放因子LF;查詢設(shè)計文件和施工組織文件,得出拆除物的運輸距離和運輸方式,查詢附錄C得到不同的運輸碳排
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