CN116011704B - 一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放监测及智慧管理中和系统 - Google Patents

一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放监测及智慧管理中和系统 Download PDF

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CN116011704B CN202310305027.0A CN202310305027A CN116011704B CN 116011704 B CN116011704 B CN 116011704B CN 202310305027 A CN202310305027 A CN 202310305027A CN 116011704 B CN116011704 B CN 116011704B
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Abstract

本发明涉及一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放监测及智慧管理中和系统，首先，本发明通过对可循环使用的建筑构件进行分析，计算出每一装配式循环建筑的实际碳排放量，实现对装配式循环建筑碳排放的精准监测。其次，本发明通过管理及监控构件的碳排放使用量等信息，在具体装配式循环建筑之前，向用户推荐碳排放值以及类型与建筑使用周期适配的构件，使得构件能够得到充分合理地利用，也实现碳排放智慧平衡管理。再次，本发明通过负碳智慧推荐模块向用户推荐负碳模组数量、安装位置及角度等，以最大限度减少建筑的碳排放量，实现负碳平衡管理。最后，本发明还能找出影响碳排放量的关键薄弱部位，精确提出改进工艺，提高建筑构件使用寿命和降低建筑碳排放。

Description

一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放监测及智慧管理中 和系统
技术领域
本发明涉及碳排放监测领域，具体涉及一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放监测及智慧管理中和系统。
背景技术
装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件（如楼板、墙板、楼梯、阳台等），运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑，其主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等，因为采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化应用，是现代工业化生产方式的代表。装配式建筑可多次循环使用。
随着碳达峰、碳中和战略目标的提出，建筑领域的能耗分析和节能减排的重要性和迫切性日益凸显。面对当前建筑产业低碳减排的转型目标，循环装配式建筑具有广泛的应用前景。轻型装配式建筑具有运输便利、建造迅速、灵活多变的特点，在轻型装配式建筑中引入循环共享的运营模式，有助于实现建筑的降能减排。
目前虽然出现了一些简单的建筑全生命周期碳排放情况的检测工具和方法，但是，这些方法均未面向整个建筑循环过程，更无法对全循环过程中的碳排放进行精细化跟踪计算。例如，东南大学的张诺教授提出的全生命周期构件建筑产品碳排放计量方法，开启了该方向的重要探索，用线性累加方法计算构件一次性使用的碳排放，但尚未对建筑全生命周期中构件的循环使用碳排放情况进行考虑。
所以，目前的建筑碳排放监测主要是针对一次性的、无法循环利用的建筑进行的，其无法应用到装配式循环建筑中。目前没有针对装配式循环建筑碳排放的相关研究，也没有针对碳排放情况对装配式循环建筑进行管理的系统，因此，装配式循环建筑的构件不能得到合理利用。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放智慧管理中和系统，其针对装配式循环建筑的建筑构件进行全生命周期的碳排放监测，并给出每一次装配式循环建筑的构件选用建议以及获得每一次的装配式循环建筑的碳排放值，以提高建筑构件的利用的合理性。
本发明的另一目的在于提出了一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放监测系统，其通过对建筑构件循环使用进行全面的碳排放监测，实现对装配式循环建筑的碳排放情况的精准监测。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放智慧管理中和系统，所述智慧管理中和系统包括碳排放智慧监测单元和智慧推荐单元，所述碳排放智慧监测单元包括构件管理模块、碳排放计算模块、建筑碳排放监测模块；所述智慧推荐单元包括构件智慧推荐模块和负碳智慧推荐模块；
所述构件管理模块，用于存储建筑构件的构件信息，该构件信息包括构件编号、构件生产时的碳排放值、构件生产时的设计拆建次数、构件生产时的设计使用寿命、使用状态、碳排使用量、类型以及使用情况，所述使用状态包括使用中以及待用两个状态；所述使用情况包括构件的使用次数以及每次使用时的建筑编号以及相应的碳排放值；构件管理模块中存储有多个构件的构件信息，每一构件具有唯一的构件编码；所述构件包括墙体构件、地面构件、屋面构件和门窗构件；
所述建筑碳排放监测模块，用于存储建筑信息，该建筑信息包括建筑编号、建筑安装基本信息、建筑碳排放值、用于装配该建筑的构件的构件编号以及其碳排放值；建筑碳排放监测模块中存储有多个建筑信息，每一建筑具有唯一的建筑编号；每一建筑均由墙体构件、地面构件、屋面构件和门窗构件装配得到；
所述碳排放计算模块，用于计算使用中的构件的碳排放值以及建筑碳排放值，该建筑碳排放值为该建筑的墙体构件、地面构件、屋面构件和门窗构件的碳排放值总和减去建筑构件的单纯负碳平衡量，建筑构件的单纯负碳平衡量即为负碳模组的碳中和量；
所述构件智慧推荐模块，根据本次装配式建筑的信息在配件管理模块中选择使用状态为待用，且类型相匹配的构件，并呈现给用户，供用户从中选择；
所述负碳智慧推荐模块根据装配式循环建筑的建筑地址，从数据库中获取该建筑地址对应的经纬度、气候数据信息、气候分区信息；该智慧管理中和系统根据建筑地址的经纬度、气候数据信息、气候分区信息推荐负碳模组的使用数量、安装位置、安装朝向、和倾斜角度。
所述碳排放计算模块计算构件碳排放值如下：
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所述构件信息中构件的类型依据构件碳排放使用量划分为：新构件、次新构件、旧构件、老化构件；
所述构件智慧推荐模块的推荐如下：
在长期循环项目，推荐使用新构件、次新构件和老构件，且新构件的使用量大于等于次新构件和老构件的使用量总和；
在中期循环项目中，则推荐使用新构件、次新构件、老构件和老化构件，且次新构件和老构件的使用量总和占比大于50%，且老化构件的使用量小于次新构件和老构件中的任意一个的使用量；
在短期循环项目中，则推荐主要使用老化构件，即老化构件使用量占比为50%以上。
所述负碳智慧推荐模块的推荐具体如下：
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其中，气候分区依据《建筑气候区划标准GB 50178-93》确定；在夏热冬冷地区，安装朝向具体为南偏东5度-南偏西10度；在夏热冬暖地区、温和地区，安装朝向具体为南偏东10度-南偏西10度，安装位置的南侧立面的法线方向与正南间夹角不超过30度；
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一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放监测系统，所述装配式循环建筑包括墙体构件、地面构件、屋面构件和门窗构件，所述监测系统用于计算每一次使用下的循环建筑碳排放量，该循环建筑碳排放量为墙体构件碳排放量+地面构件碳排放量+屋面构碳排放量+门窗构件碳排放量-单纯负碳平衡量，所述单纯负碳平衡量为负碳模组的碳中和量；
所述墙体构件设有定位模块，或者温度模块和湿度模块；所述地面构件设有自发电压力感应模块；所述屋面构件设有定位模块，或者温度模块和湿度模块；所述门窗构件设有微动开闭计次模块；
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所述负碳模组为太阳能发电储电模块，所述太阳能发电储电模块碳中和量计算如下：
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。
采用上述方案后，本发明通过碳排放计算模块计算建筑构件以及装配式循环建筑每次使用的碳排放值，并将碳排放值同步到构件管理模块和建筑碳排放监测模块，通过构件管理模块管理及监控构件的碳排放使用量、使用状态、类型等信息，通过建筑碳排放监测模块管理所装配的循环建筑的碳排放使用情况，构件智慧推荐模块则根据建筑的使用环境、使用周期等情况向用户推荐碳排放值以及类型与所要装配的建筑匹配的构件。这样，每一建筑的构件的碳排放使用情况都能与建筑的使用周期、环境相匹配，使得构件能够得到充分合理地利用，也实现碳排放智慧平衡管理。此外，用户通过建筑碳排放监测模块对装配式建筑进行全周期的碳排放监测，通过构件管理模块对构件进行全生命周期的碳排放监测。
此外，本发明通过对能够进行多次拆装并重复使用的建筑构件进行分析，将建筑构件生产所需要的碳排放量分摊到每一次使用中，并综合考量了装配式建筑的装配过程碳排放值和使用过程碳排放值，从而计算出每一装配式循环建筑的实际碳排放量，实现对装配式循环建筑本体的碳排放情况的精准监测。
因为本发明对每个建筑构件都有监控，所以通过监控情况可以准确找出建筑构件中影响碳排放量的关键薄弱部位与环节，精确提出改进工艺，可极大提高建筑构件使用寿命和降低循环建筑的碳排放。
附图说明
图1为装配式循环建筑的结构示意图；
图2为碳排放智慧管理中和系统的原理框图一；
图3为碳排放智慧管理中和系统的原理框图二。
实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
本发明揭示了一种装配式循环建筑的全生命自振周期碳排放监测系统，其中，如图1所示，装配式循环建筑包括墙体构件、地面构件、屋面构件和门窗构件。
实施例
在本发明的一个实施例中，监测系统用于计算每一次使用下的循环建筑碳排放量，该循环建筑碳排放量为所有的墙体构件装配过程碳排放值+所有的地面构件装配过程碳排放值+所有的屋面构件装配过程碳排放值+所有的门窗构件装配过程碳排放值。
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墙体构件中涉及到i和j、地面构件中涉及到的i和j、屋面构件中涉及到的i和j、以及门窗构件中涉及到i和j并不必然相同。例如，当一个装配式建筑包括四个墙体构件、一个地面构件、一个屋面构件和一个门窗构件时，墙体构件
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中i的取值为1,2,3,4，j则表示墙体构件在该装配式建筑中的使用是属于第几次使用。而地面构件/>
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在该实施例一中，为了降低建筑的碳排放量，装配式循环建筑上安装有负碳模组，本实施例中负碳模组为太阳能发电储电模块。此时，循环建筑单次使用的碳排放量=各循环建筑构件模组单次碳排放量-各循环建筑构件的单纯负碳平衡量，各循环建筑构件的单纯负碳平衡量=太阳能发电储电模块碳中和量。
太阳能发电储电模块碳中和量的计算如下：
监测系统根据气候数据推算获得单次发电总时长
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。
本实施例通过对能够进行多次拆装并重复使用的建筑构件进行分析，将建筑构件生产所需要的碳排放量分摊到每一次使用中，从而计算出每一装配式循环建筑的实际碳排放量，实现对装配式循环建筑本体的碳排放情况的精准监测。该实施例对于短期项目建筑的监测会比较准确。
实施例
对于中长期的项目建筑，其使用时间较长，所以使用过程碳排放量会大于装配过程的碳排放值。所以，为了提高对循环建筑碳排放监测的准确度，本发明提供的另一实施例如下：
本实施例中，循环建筑的碳排放量=各循环建筑构件模组的碳排放量之和；所述各循环建筑构件模组的碳排放量之和=墙体构件使用过程碳排放量+地面构件使用过程碳排放量+屋面构件使用过程碳排放量+门窗构件使用过程碳排放量。
本实施例中，墙体构件设有定位模块，或者温度模块和湿度模块。墙体构件的碳排放值为
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本发明通过对能够进行多次拆装并重复使用的建筑构件进行分析，将建筑构件生产所需要的碳排放量分摊到每一次使用中，从而计算出每一装配式循环建筑的实际碳排放量，实现对装配式循环建筑本体的碳排放情况的精准监测。相较于上一实施例，本实施例每一建筑构件的碳排放量的计算考虑了建筑构件的使用情况和使用环境，所以对于中长期项目的装配式建筑的碳排放监测更加准确。
实施例三
本实施例中，在一单次循环装配过程中，建筑构件的碳排放量受两种因素影响，即：单次建筑构件装配过程的碳排放值A、单次建筑构件使用过程碳排放值B。本实施例中，当在单个循环使用时段内，取A与B的最大值作为计算碳排放值。
具体如下：
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同样地，本实施例中，建筑构件报废时的使用次数与设计的拆建次数可能存在不一致的情况，这时，之前计算建筑构件单次的使用消耗碳排放量就会存在不准确的情况。所以，这时需要对建筑构件的碳排放量进行修正。此处修正包括对该建筑构件之前计算的碳排量的修正，以及对接下来所有相同规格参数的建筑构件的设计使用次数和设计使用寿命的修正。
当建筑构件报废时，对该建筑构件的碳排放量进行修正；
修正后的墙体构件使用消耗碳排放量为
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另外，为了降低建筑的碳排放量，本实施例亦屋面构件安装有太阳能发电储电模块。此时，循环建筑单次使用的碳排放量=各循环建筑构件模组单次碳排放量-各循环建筑构件的单纯负碳平衡量，各循环建筑构件的单纯负碳平衡量=屋面构件的太阳能发电储电模块碳中和量。
本实施例对整个建筑循环使用周期内各个构件的碳排放情况进行精细化的监测，了解各个建筑构件的碳排放量的占比，从而精细化进行减碳处理。
基于上述实施例的监测系统，本发明还提出了一种装配式循环建筑碳排放监测方法，其不仅能够对建筑的碳排量进行监测，还能对建筑构件在整个生命周期内进行及时监测。
同样地，本实施例中装配式循环建筑由可多次拆装使用的建筑构件装配形成，所述建筑构件包括墙体构件、地面构件、屋面构件和门窗构件。本实施例的监测方法具体为：
每一建筑构件入库时，生成或更新对应的建筑构件信息并进行存储，建筑构件信息包括建筑构件编号、建筑构件生产时的碳排放值、建筑构件生产时的设计拆建次数、设计使用寿命、实际使用次数、实际使用寿命等；每一建筑构件具有唯一的建筑构件编码。当建筑构件是新生产出来时，那么入库时是生成建筑构件信息；而当建筑构件是在循环建筑上拆卸下来后入库的，那么入库时是更新建筑构件信息中的实际使用次数、实际使用寿命以及其他有发生变动的信息。
建筑构件出库时，监测系统生成的建筑编码，将装配形成同一循环建筑的所有建筑构件当建筑构件的信息与对应的建筑编码关联存储；当循环建筑装配完成后，监测系统计算所述建筑编码对应的循环建筑的碳排放量为所有建筑构件模组单次碳排放量之和=墙体构件使用消耗碳排放量+地面构件使用消耗碳排放量+屋面构件使用消耗碳排放量+门窗构件使用消耗碳排放量。
本实施例中监测系统计算循环建筑碳排放量可以采用实施例一至三中的任意一种方法。
需要说明的是，本发明中所计算循环建筑碳排放量主要是指建筑构件使用消耗的碳排放量，并不包含循环建筑在使用过程中，用户额外使用的水电等产生的碳排放量。
本发明通过对能够进行多次拆装并重复使用的建筑构件进行分析，将建筑构件生产所需要的碳排放量分摊到每一次使用中，从而计算出每一装配式循环建筑的实际碳排放量，实现对装配式循环建筑本体的碳排放情况的精准监测。同时，因为本发明对每个建筑构件都有监控，所以通过监控情况可以准确找出建筑构件中影响碳排放量的关键薄弱部位与环节，精确提出改进工艺，可极大提高建筑构件使用寿命和降低循环建筑的碳排放。
基于同一发明构思，如图2所示，本发明揭示了一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放智慧管理中和系统，其包括碳排放智慧监测单元和智慧推荐单元，所述碳排放智慧监测单元包括构件管理模块、碳排放计算模块、建筑碳排放监测模块；所述智慧推荐单元包括构件智慧推荐模块和负碳智慧推荐模块。其中，构件管理模块用于管理及监控构件的使用情况，碳排放计算模块用于计算建筑构件以及装配式循环建筑每次使用的碳排放值，建筑碳排放监测模块则用于管理所装配的建筑的碳排放使用情况，构件智慧推荐模块则用于向用户推荐所要装配的建筑所需的构件类型；负碳智慧推荐模块则用于向用户推荐所装配的建筑所需的负碳模组数量。
具体地，构件管理模块，用于存储建筑构件的构件信息，该构件信息包括构件编号、构件生产时的碳排放值、构件生产时的设计拆建次数、构件生产时的设计使用寿命、使用状态、碳排使用量、类型以及使用情况。每一构件具有唯一的构件编码，使用情况包括构件的使用次数以及每次使用时的建筑编号以及相应的碳排放值。
本发明所应用的装配式循环建筑包括墙体构件、地面构件、屋面构件和门窗构件。所以，构件管理模块用于管理墙体构件、地面构件、屋面构件和门窗构件。墙面构件用Q表示，
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为例说明。
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表1
Figure SMS_331
表2
在构件信息中，构件编号、生产时的碳排放值、生产时的预计使用次数和生产时的预计使用寿命为固定值，使用状态、碳排使用量、类型以及使用情况为变动值。当构件第一次入库时，所有的构件信息都需要写入到构件管理模块中，使用状态为待用，碳排使用量为0，类型为新构件。当构件出库用于装配建筑时，使用状态更新为使用中，使用情况中的使用次数加一，并写入相应的建筑编号，碳排放值则由碳排放计算模块计算出来后更新，更新的时间由用户确定。碳排使用量可以随着使用情况中的碳排放值变化而变化，也可以用不同的周期进行更新，或者当构件使用完毕后再次入库时再进行更新。当构件再次入库时，使用状态更新为待用，类型根据碳排使用量情况进行更新或者不更新。
具体地，本实施例中，类型有四种，即新构件、次新构件、旧构件、老化构件。本实施例中，新构件为碳排使用量为0-25%的构件，次新构件为碳排使用量为26%-50%的构件，旧构件为碳排使用量为51%-75%的构件，老化构件为碳排使用量为75%-100%的构件。
建筑碳排放监测模块，用于存储采用构件管理模块中的构件装配形成的建筑信息，该建筑信息包括建筑编号、建筑安装基本信息、建筑碳排放值、用于装配该建筑的构件的构件编号以及其碳排放值。其中，建筑安装基本信息可以包括建筑安装地点信息、安装环境、安装人员等。建筑碳排放监测模块中可以存储多个建筑信息，每一建筑具有唯一的建筑编号。以下将以建筑M1的建筑信息为例说明建筑碳排放监测模块的相关功能，该建筑M1由四个墙体构件、两个地面构件、两个屋面构件和一个门窗构件。
Figure SMS_332
表3
表3中，通过碳排放计算模块计算出建筑碳排放值：建筑碳排放值等于墙体构件、地面构件、屋面构件和门窗构件的碳排放值总和，即
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除了上述的计算方式外，还有以下的计算方式：
在一单次循环装配过程中，建筑构件的碳排放量受两种因素影响，即：装配过程的碳排放消耗A、使用过程碳排放消耗B。本实施例中，当在单个循环使用时段内，取A与B的最大值作为计算碳排放值。
具体如下：
墙体构件的碳排放值为
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与墙体构件使用过程碳排放值/>
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构件智慧推荐模块，用于向用户提供适合本次装配式建筑所需的构件。具体地，用户可以向系统输入本次装配式建筑的使用周期以及使用环境等，构件智慧推荐模块就会在配件管理模块中选择使用状态为待用，且类型相匹配的构件，并以列表形式呈现给用户，供用户从中选择。例如，在长期循环项目，推荐使用新构件、次新构件和老构件，且新构件的使用量大于等于次新构件和老构件的使用量总和（比如，新构件的使用量占比为50%，次新构件和老构件的使用量占比为各25%）。在中期循环项目中，则推荐使用新构件、次新构件、老构件和老化构件，且次新构件和老构件的使用量总和占比大于50%，且老化构件的使用量小于次新构件和老构件中的任意一个的使用量（比如，新构件使用量占比为25%，次新构件和老构件使用量占比各为30%，老化构件使用量占比为15%）。在短期循环项目中，则推荐主要使用老化构件，即老化构件使用量占比为50%以上。
负碳智慧推荐模块根据装配式循环建筑的建筑地址，从数据库中获取该建筑地址对应的经纬度、气候数据信息、气候分区信息；该智慧管理中和系统根据建筑地址的经纬度、气候数据信息、气候分区信息推荐负碳模组的使用数量、安装位置、安装朝向、和倾斜角度。
所述负碳智慧推荐模块的推荐具体如下：
Figure SMS_442
表4
表4中，在夏热冬冷地区，安装朝向具体为南偏东5度-南偏西10度；在夏热冬暖地区、温和地区，安装朝向具体为南偏东10度-南偏西10度，安装位置的南侧立面的法线方向与正南间夹角不超过30度；
在确定倾斜角度时，
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为建筑地址的维度，/>
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在上述基础上，为了降低建筑的碳排放量，装配式循环建筑安装有负碳模组。本实施例中负碳模组为太阳能发电储电模块。此时，建筑碳排放值为该建筑的墙体构件、地面构件、屋面构件和门窗构件的碳排放值总和减去建筑构件的单纯负碳平衡量，建筑构件的单纯负碳平衡量即为太阳能发电储电模块碳中和量。
太阳能发电储电模块碳中和量的计算如下：
监测系统根据气候数据推算获得单次发电总时长
Figure SMS_450
，得到构件的预计发电量，推算获得太阳能发电储电模块碳中和量为/>
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Figure SMS_452
为太阳能发电储电模块的发电功率。本实施例中，气候数据可以通过安装在屋面构件上的温度模块和湿度模块直接获取，也可以通过安装在屋面构件上的定位模块先定位出建筑物的地理位置，然后根据地理位置调取相应的气候数据。或者直接在太阳能发电储电模块上设置定位模块，根据该定位模块获取建筑的地理位置信息，然后根据地理位置信息调取相应地区气候数据库，找出对应的气候数据（晴天、阴天天、雨天的数据），从而实现精确的负碳平衡。
或者直接通过实测发电量E，推算获得太阳能发电储电模块碳中和量为
Figure SMS_453
。
当装配式循环建筑安装有负碳模组时，为了能实现更智慧的管理，智慧管理中和系统还包括负碳智慧推荐模块，该负碳智慧推荐模块根据装配式循环建筑的建筑地址，从数据库中获取该建筑地址对应的经纬度以及气候数据信息，以此获得建筑地址的光照情况；该智慧管理中和系统根据建筑地址的光照情况推荐负碳模组的使用数量、安装位置和安装角度。
综上，本发明通过碳排放计算模块计算建筑构件以及装配式循环建筑每次使用的碳排放值，并将碳排放值同步到构件管理模块和建筑碳排放监测模块，通过构件管理模块管理及监控构件的碳排放使用量、使用状态、类型等信息，通过建筑碳排放监测模块管理所装配的循环建筑的碳排放使用情况，构件智慧推荐模块则根据建筑的使用环境、使用周期等情况向用户推荐碳排放值以及类型与所要装配的建筑匹配的构件。这样，每一建筑的构件的碳排放使用情况都能与建筑的使用周期、环境相匹配，使得构件能够得到充分合理地利用，也实现碳排放智慧平衡管理。此外，用户通过建筑碳排放监测模块对装配式建筑进行全周期的碳排放监测，通过构件管理模块对构件进行全生命周期的碳排放监测。
首先，本发明通过对能够进行多次拆装并重复使用的建筑构件进行分析，将建筑构件生产所需要的碳排放量分摊到每一次使用中，从而计算出每一装配式循环建筑的实际碳排放量，实现对装配式循环建筑本体的碳排放情况的精准监测。其次，本发明通过管理及监控构件的碳排放使用量等信息，在具体装配式循环建筑之前，向用户推荐碳排放值以及类型与建筑使用周期适配的构件，以供用户选择。使得构件能够得到充分合理地利用，也实现碳排放智慧平衡管理。再次，本发明通过负碳智慧推荐模块向用户推荐负碳模组数量、安装位置及角度等，以最大限度减少建筑的碳排放量，实现负碳平衡。最后，本发明还能准确找出建筑构件中影响碳排放量的关键薄弱部位与环节，精确提出改进工艺，可极大提高建筑构件使用寿命和降低循环建筑的碳排放。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备（可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等）执行根据本公开实施方式的方法。
在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。
描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网（LAN）或广域网（WAN），连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备（可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等）执行根据本公开实施方式的方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (9)

1.一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放智慧管理中和系统，其特征在于：所述智慧管理中和系统包括碳排放智慧监测单元和智慧推荐单元，所述碳排放智慧监测单元包括构件管理模块、碳排放计算模块、建筑碳排放监测模块；所述智慧推荐单元包括构件智慧推荐模块和负碳智慧推荐模块；
所述构件管理模块，用于存储建筑构件的构件信息，该构件信息包括构件编号、构件生产时的碳排放值、构件生产时的设计拆建次数、构件生产时的设计使用寿命、使用状态、碳排使用量、类型以及使用情况，所述使用状态包括使用中以及待用两个状态；所述使用情况包括构件的使用次数以及每次使用时的建筑编号以及相应的碳排放值；构件管理模块中存储有多个构件的构件信息，每一构件具有唯一的构件编码；所述构件包括墙体构件、地面构件、屋面构件和门窗构件；
所述构件信息中构件的类型依据构件碳排放使用量划分为：新构件、次新构件、旧构件、老化构件；
所述建筑碳排放监测模块，用于存储建筑信息，该建筑信息包括建筑编号、建筑安装基本信息、建筑碳排放值、用于装配该建筑的构件的构件编号以及其碳排放值；建筑碳排放监测模块中存储有多个建筑信息，每一建筑具有唯一的建筑编号；每一建筑均由墙体构件、地面构件、屋面构件和门窗构件装配得到；
所述碳排放计算模块，用于计算使用中的构件的碳排放值以及建筑碳排放值，该建筑碳排放值为该建筑的墙体构件、地面构件、屋面构件和门窗构件的碳排放值总和减去建筑构件的单纯负碳平衡量，建筑构件的单纯负碳平衡量即为负碳模组的碳中和量，所述负碳模组为太阳能发电储电模块；
所述构件智慧推荐模块，根据本次装配式建筑的信息在配件管理模块中选择使用状态为待用，且类型相匹配的构件，并呈现给用户，供用户从中选择；
所述构件智慧推荐模块的推荐如下：
在长期循环项目，推荐使用新构件、次新构件和老构件，且新构件的使用量大于等于次新构件和老构件的使用量总和；
在中期循环项目中，则推荐使用新构件、次新构件、老构件和老化构件，且次新构件和老构件的使用量总和占比大于50%，且老化构件的使用量小于次新构件和老构件中的任意一个的使用量；
在短期循环项目中，则推荐主要使用老化构件，即老化构件使用量占比为50%以上；
所述负碳智慧推荐模块根据装配式循环建筑的建筑地址，从数据库中获取该建筑地址对应的经纬度、气候数据信息、气候分区信息；该智慧管理中和系统根据建筑地址的经纬度、气候数据信息、气候分区信息推荐负碳模组的使用数量、安装位置、安装朝向、和倾斜角度。
2.根据权利要求1所述的一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放智慧管理中和系统，其特征在于：所述碳排放计算模块计算构件碳排放值如下：
所述墙体构件的碳排放值为
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3.根据权利要求1所述的一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放智慧管理中和系统，其特征在于：所述碳排放计算模块计算构件碳排放值如下：
所述墙体构件设有定位模块，或者温度模块和湿度模块，所述墙体构件的碳排放值为
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4.根据权利要求1所述的一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放智慧管理中和系统，其特征在于：所述碳排放计算模块计算构件碳排放值如下：
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5.根据权利要求1所述的一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放智慧管理中和系统，其特征在于：所述太阳能发电储电模块碳中和量的计算如下：
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6.根据权利要求1所述的一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放智慧管理中和系统，其特征在于：所述负碳智慧推荐模块的推荐具体如下：
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依据气候分区的不同，推荐不同的负碳模组安装方案：
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在寒冷地区，安装位置为屋面，安装朝向为正南，纠正系数取值
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在夏热冬暖地区，安装位置为屋面及南侧立面，安装朝向为南侧，纠正系数取值
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为0.95；
在温和地区，安装位置为屋面及南侧立面，安装朝向为南侧，纠正系数取值
Figure QLYQS_160
为0.95；
其中，气候分区依据《建筑气候区划标准GB 50178-93》确定；在夏热冬冷地区，安装朝向具体为南偏东5度-南偏西10度；在夏热冬暖地区、温和地区，安装朝向具体为南偏东10度-南偏西10度，安装位置的南侧立面的法线方向与正南间夹角不超过30度；
在确定倾斜角度时，
Figure QLYQS_161
为建筑地址的维度，/>
Figure QLYQS_162
为负碳模组使用期间平均太阳直射点维度；
在确定负碳模组数目时，M为此次搭建中使用的构件的碳排放量总和预测值；
Figure QLYQS_163
为充电过程中负碳模组实际能量转化效率；/>
Figure QLYQS_164
为负碳模组的逆变器转换效率；/>
Figure QLYQS_165
为建筑地的平均太阳辐照度；/>
Figure QLYQS_166
为每个负碳模组的有效发电面积；t为建筑地的平均有效日照时数。
7.一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放监测系统，所述装配式循环建筑包括墙体构件、地面构件、屋面构件和门窗构件，其特征在于：所述监测系统用于计算每一次使用下的循环建筑碳排放量，该循环建筑碳排放量为墙体构件碳排放量+地面构件碳排放量+屋面构碳排放量+门窗构件碳排放量-单纯负碳平衡量，所述单纯负碳平衡量为负碳模组的碳中和量，所述负碳模组为太阳能发电储电模块；
墙体构件的碳排放值为
Figure QLYQS_167
为墙体构件装配过程碳排放值/>
Figure QLYQS_168
与墙体构件使用过程碳排放值/>
Figure QLYQS_169
中的最大值；
墙体构件装配过程碳排放值
Figure QLYQS_170
计算如下：/>
Figure QLYQS_171
，其中，/>
Figure QLYQS_172
为墙体构件
Figure QLYQS_173
生产时的碳排放值，/>
Figure QLYQS_174
为墙体构件/>
Figure QLYQS_175
生产时设计的使用次数；
所述墙体构件设有定位模块，或者温度模块和湿度模块，
Figure QLYQS_177
的计算如下：通过墙体构件的定位模块对建筑所在的地理位置进行定位，然后根据地理位置获取建筑所在地的气候数据，或者利用温度模块、湿度模块，直接获取建筑所在地的气候数据，所述气候数据至少包括温度和湿度；再通过气候数据对墙体构件的老化进程进行评定，得到该墙体构件寿命损耗/>
Figure QLYQS_179
在其总设计寿命中的占比/>
Figure QLYQS_181
；最后推算得到使用碳排放值/>
Figure QLYQS_178
为/>
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，其中，/>
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为墙体构件/>
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生产时的碳排放值，/>
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为该墙体构件/>
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在此次使用过程中的寿命损耗；/>
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为该墙体构件/>
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的总设计寿命；
地面构件的碳排放值为
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为地面构件装配过程碳排放值/>
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和地面构件使用过程碳排放值/>
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的最大值；
地面构件装配过程碳排放值
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计算如下：/>
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，其中，/>
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为地面构件
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生产时的碳排放值，/>
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为地面构件/>
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生产时设计的使用次数；
所述地面构件设有自发电压力感应模块，
Figure QLYQS_198
的计算如下：系统通过地面构件的自发电压力感应模块获取地面构件在使用过程中被踩踏压力，得到地面构件的寿命损耗在其总设计寿命中的占比/>
Figure QLYQS_199
；最后推算得到使用碳排放值/>
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为/>
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，其中，
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为地面构件/>
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为该地面构件/>
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在此次使用过程中的寿命损耗；/>
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为该地面构件/>
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的总设计寿命；
屋面构件的碳排放值为
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为屋面构件装配过程碳排放值/>
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和单次屋面构件使用过程碳排放值/>
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中的最大值；
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为屋面构件/>
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生产时设计的使用次数；
所述屋面构件设有定位模块，或者温度模块和湿度模块；
Figure QLYQS_217
计算如下：系统通过屋面构件的定位模块对建筑所在的地理位置进行定位，然后根据地理位置获取建筑所在地的气候数据，或者利用温度模块、湿度模块，直接获取建筑所在地的气候数据，所述气候数据至少包括温度和湿度；再通过气候数据对屋面构件的老化进程进行评定，得到该屋面构件寿命损耗在其总设计寿命中的占比/>
Figure QLYQS_218
；最后推算得到使用碳排放值/>
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在此次使用过程中的寿命损耗；/>
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为该屋面构件/>
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的总设计寿命；
门窗构件的碳排放值为
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为门窗构件装配过程碳排放值/>
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和门窗构件使用过程碳排放值/>
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中的最大值；
装配过程碳排放值
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为门窗构件/>
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生产时设计的使用次数；
所述门窗构件设有微动开闭计次模块；
Figure QLYQS_236
的计算如下：系统通过微动开闭计次模块对门窗构件的开合次数进行计次得到/>
Figure QLYQS_238
，而门窗构件的设计使用寿命为开合/>
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次，得到该门窗构件的寿命损耗占其总寿命的/>
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，再通过推算获得单次门窗构件使用过程碳排放值/>
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为/>
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，/>
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为门窗构件/>
Figure QLYQS_234
生产时的碳排放值；
上述i表示建筑构件的编号，j表示建筑构件在该建筑中属于第j次使用。
8.根据权利要求7所述的一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放监测系统，其特征在于：当建筑构件报废时，对该建筑构件的碳排放量进行修正；
修正后的墙体构件使用消耗碳排放量为
Figure QLYQS_242
；
修正后的地面构件使用消耗碳排放量为
Figure QLYQS_243
；
修正后的屋面构件使用消耗碳排放量为
Figure QLYQS_244
；
修正后的门窗构件使用消耗碳排放量为
Figure QLYQS_245
；
其中，
Figure QLYQS_246
分别为墙体构件、地面构件、屋面构件、门窗构件报废时的使用次数。
9.根据权利要求7所述的一种装配式循环建筑的全生命周期碳排放监测系统，其特征在于：所述太阳能发电储电模块碳中和量计算如下：
所述监测系统根据气候数据推算获得单次发电总时长
Figure QLYQS_247
，得到构件的预计发电量，推算获得太阳能发电储电模块碳中和量为/>
Figure QLYQS_248
，/>
Figure QLYQS_249
为太阳能发电储电模块的发电功率；
或者直接通过实测发电量E，推算获得太阳能发电储电模块碳中和量为
Figure QLYQS_250
。
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