一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的方法及系统与流程

本发明涉及碳排放管理，具体涉及一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的方法及系统。

背景技术：

1、在碳排放管理方面，需要做好建筑设计、能源管理、施工管理、质量控制等各个环节的工作，减少二氧化碳等温室气体的排放，实现节能减排的目标。

2、然而，在目前的建筑项目碳排放管理中往往存在着如下难点：一方面，建筑项目的碳排放量涉及到多个环节，如建筑材料采购、建筑设计、施工过程、能源使用等，各个环节的碳排放量难以精确计算和监测。另一方面，建筑项目的碳排放量受到多种因素的影响，如气候变化、建筑材料性能、施工方法、能源价格等，使得碳排放量难以进行有效的预测和管理。

3、针对于此，在现有的建筑项目碳排放管理，存在较多利用bim技术、参照生命周期评价(lca)方法、建筑碳排放计算工具以及国家和地区标准等进行建筑物的碳排放计算、管理和优化的方法，但是现有的方法和工具存在一定的局限性，难以完整覆盖建筑项目的整个实施周期，管理完善度不高。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的方法及系统，具备全面覆盖建筑项目全生命周期的能力，能够提供从项目初期规划到后期运维各阶段的综合决策分析和宏观管理，有助于实现建筑项目全生命周期的零碳目标。

2、为达到上述目的，本发明提供的基础方案为：

3、方案一

4、一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的系统，包括决策阶段模块、设计阶段模块、施工阶段模块、运营阶段模块和碳排放分析模块；

5、所述决策阶段模块中设有建筑项目低碳案例知识库；所述决策阶段模块用于接收及分析用户输入的预设项目资料，并与建筑项目低碳案例知识库中的项目案例进行相似度匹配及案例仿真分析，并输出第一建议方案；

6、所述设计阶段模块中设有排放因子数据库；所述设计阶段模块用于接收用户输入的项目实际设计图纸及对应的bim模型，并采用仿真分析方法进行数据分析，再将分析结果输入碳排放分析模块，并由碳排放分析模块反馈对应设计阶段的第一碳排放分析数据；所述设计阶段模块基于第一碳排放分析数据自适应调整并输出定稿设计图纸；

7、所述施工阶段模块中设有用于监测项目施工现场的监测单元和施工分析单元；所述施工分析单元用于采集及分析监测单元所监测到的数据，并将分析结果输入碳排放分析模块，并由碳排放分析模块反馈对应施工阶段的第二碳排放分析数据；并在第二碳排放分析数据未达到施工阶段的对应预设碳排放条件时，向用户反馈第一整改建议；

8、所述运营阶段模块用于监测并采集项目运营阶段的运营过程数据，并输入碳排放分析模块，并由碳排放分析模块反馈对应运营阶段的第三碳排放分析数据；并在第三碳排放分析数据未达到运营阶段的对应预设碳排放条件时，向用户反馈第二整改建议；

9、所述碳排放分析模块在分析数据时，基于排放因子数据库进行数据计算。

10、方案二

11、一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的方法，应用如方案一所述的一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的系统进行建筑项目设计及管理；包括以下步骤：

12、在项目决策阶段，采用决策阶段模块接收及分析用户输入的预设项目资料，并与建筑项目低碳案例知识库中的项目案例进行相似度匹配及案例仿真分析，并输出第一建议方案；

13、在项目设计阶段，采用设计阶段模块接收用户输入的项目实际设计图纸及对应的bim模型，并采用仿真分析方法进行数据分析，再由碳排放分析模块反馈对应设计阶段的第一碳排放分析数据；所述设计阶段模块基于第一碳排放分析数据自适应调整并输出定稿设计图纸；

14、在项目施工阶段，采用施工阶段模块中的监测单元监测项目施工现场，采用施工阶段模块中的施工分析单元采集及分析监测单元所监测到的数据，并将分析结果输入碳排放分析模块，并由碳排放分析模块反馈对应施工阶段的第二碳排放分析数据；并在第二碳排放分析数据未达到施工阶段的对应预设碳排放条件时，向用户反馈第一整改建议；

15、在项目运营阶段，采用运营阶段模块监测并采集项目运营阶段的运营过程数据，并输入碳排放分析模块，并由碳排放分析模块反馈对应运营阶段的第三碳排放分析数据；并在第三碳排放分析数据未达到运营阶段的对应预设碳排放条件时，向用户反馈第二整改建议；

16、所述碳排放分析模块在分析数据时，基于排放因子数据库进行数据计算。

17、本发明的工作原理及优点在于：

18、第一，本方案中针对建筑项目全生命周期（包括建筑项目决策阶段、项目设计阶段、项目施工阶段和项目运营阶段）的项目设计及碳排放管理方案，针对性地设置了决策阶段模块、设计阶段模块、施工阶段模块和运营阶段模块进行统筹管理，能够利用细致的碳排放分析，对建筑项目全生命周期的每个阶段进行逐项管理优化，管理完善度较高。并且，利用多个阶段模块以及碳排放分析模块之间的协同配合，有助于使得建筑项目的全生命周期达到低碳，甚至零碳。

19、第二，本方案的整体系统构建基于协同论出发，属于复合型建筑管理系统。相较于常规碳排放管理方案中，仅仅计算修正建筑的某一板块、某一周期的碳排放相关数据的方案，本方案则能够利用多个阶段模块，将建筑项目的多个实施阶段关联起来，在某阶段的碳排放数据不达标时则联合前序阶段进行多因素调整，如在施工阶段不达标则对设计阶段进行反馈修改，设计阶段不达标则对决策阶段进行反馈修改等，实现多因素之间的协调与整合；并且，单个阶段模块能够针对性完成单阶段因素的控制与优化，促进整体建筑达成零碳排放的最终目标。

技术特征：

1.一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的系统，其特征在于，包括决策阶段模块、设计阶段模块、施工阶段模块、运营阶段模块和碳排放分析模块；

2.根据权利要求1所述的一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的系统，其特征在于，所述决策阶段模块在分析用户输入的预设项目资料时，自预设项目资料中提取建筑功能、选址地况、建筑碳排放期望目标和建筑造型作为匹配指标，以用于匹配项目案例。

3.根据权利要求2所述的一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的系统，其特征在于，所述决策阶段模块基于匹配指标，与建筑项目低碳案例知识库中的项目案例进行相似度匹配，并选取相似度高于预设阈值的项目案例作为基准，代入预设项目资料进行案例仿真分析。

4.根据权利要求1所述的一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的系统，其特征在于，所述排放因子数据库中存储有多个简单碳排放因子及对应的计量算法；所述简单碳排放因子包括二氧化碳。

5.根据权利要求4所述的一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的系统，其特征在于，所述碳排放分析模块在分析数据时，还将数据区分为简单排放工况与复杂排放工况；在简单排放工况条件下，直接调用排放因子数据库进行数据计算；在复杂排放工况下，则预设工况条件并进行因素分解，将复杂排放工况分解为数个子因素，并调用排放因子数据库对子因素进行数据计算；所述碳排放分析模块在进行因素分解时，以简单碳排放因子作为因子基准进行因素分解。

6.根据权利要求1所述的一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的系统，其特征在于，若第一碳排放分析数据满足设计阶段的对应预设碳排放条件，所述设计阶段模块还将输出的定稿设计图纸保存至建筑项目低碳案例知识库中以进行项目案例补充。

7.根据权利要求1所述的一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的系统，其特征在于，所述第一整改建议包括调整bim模型的预设值，并进行整改预警。

8.根据权利要求1所述的一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的系统，其特征在于，所述运营过程数据包括能耗监测数据、人员流动数据、水资源监测数据和用户使用行为监测数据。

9.根据权利要求8所述的一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的系统，其特征在于，所述第二整改建议包括基于运营阶段所采用的实际能源管理方案，采用非支配排序遗传算法以降低碳排放量为目标，对实际能源管理方案中的各项参数进行优化。

10.一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的方法，其特征在于，应用如权利要求1-9任一项所述的一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的系统进行建筑项目设计及管理；包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及碳排放管理技术领域，公开了一种基于协同论实现生命周期建筑零碳的方法及系统，其系统包括分别对应于分析优化项目决策阶段、项目设计阶段、项目施工阶段和项目运营阶段的项目设计及碳排放管理方案的决策阶段模块、设计阶段模块、施工阶段模块和运营阶段模块，以及用于计量各阶段的碳排放情况的碳排放分析模块。本发明具备全面覆盖建筑项目全生命周期的能力，能够提供从项目初期规划到后期运维各阶段的综合决策分析和宏观管理，有助于实现建筑项目全生命周期的零碳目标，并可以具体应用于实际的建筑项目中，具有较高的应用价值。

技术研发人员：钱宿枞,江小燕,何沭贤,王磊,王超,刘坤,葛学祥,王远亮,朱永胜
受保护的技术使用者：合肥工大建设监理有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17