CN116091283B - 一种建筑物全生命周期碳排放核算方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种建筑物全生命周期碳排放核算方法及系统，包括收集已知建筑物碳排放数据，根据目标建筑物材料总量和材料总量‑材料生产碳排放量曲线以及材料总量‑材料处理碳排放量曲线计算出目标建筑物材料生产碳排放量和材料处理碳排放量；根据目标建筑物的层数和层数‑建设期碳排放量曲线、层数‑拆除期碳排放量曲线确定出目标建筑物的建设期碳排放量、拆除期碳排放量；根据所述使用面积‑使用期碳排放量曲线和目标建筑物的使用面积确定出使用期碳排放量。通过上述方案解决了现有技术中的建筑物全生命周期碳排放核算方法普适性差的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及建筑物全生命周期碳排放核算领域，具体而言涉及一种建筑物全生命周期碳排放核算方法及系统。
背景技术
根据国际能源署的数据，全球建筑物业约占总体能源消耗的36％，并且建筑物的能源使用也是全球温室气体排放的重要来源之一。因此，减少建筑物的碳排放对于全球减缓气候变化具有重要的意义。
建筑物的全生命周期碳排放包括建造、使用和拆除三个阶段的碳排放。建造阶段的碳排放主要来建筑材料的生产运输等过程产生的碳排放以及建筑物施工过程中的能源消耗产生的碳排放；使用阶段的碳排放主要来自于建筑物的能源使用，包括供暖、通风、照明和电器设备的用电等；拆除阶段的碳排放主要来自于拆除过程中的能源消耗和材料废弃物处理。因此全生命周期碳排放主要包括了材料生产碳排放量、建设期碳排放量、使用期碳排放量、拆除期碳排放量、材料处理碳排放量。
建筑物全生命周期碳排放的核算方法通常可以分为以下几种：
建筑物能耗模拟法：通过模拟建筑物的能耗情况，估算建筑物在使用阶段的能源消耗和碳排放。
材料生命周期评估法：对建筑物材料的生命周期进行评估，包括材料的生产、运输、安装和拆除等环节的碳排放，以及材料在使用阶段对环境的影响。
建筑物全生命周期评估法：综合考虑建筑物从设计、建造、使用到拆除的全生命周期过程中的碳排放，进行评估。
建筑物碳足迹评估法：计算建筑物从建造到拆除过程中的所有碳排放总量，包括直接和间接排放。
低碳建筑物认证标准：通过认证标准的规定，对建筑物的碳排放进行核算，评估建筑物是否符合低碳建筑物要求。
然而，上述方法均是针对特定的建筑物进行的，需要对每一个建筑物都进行单独地评估，普适性较差，工作量较大。
发明内容
为了解决现有技术中的建筑物全生命周期碳排放核算方法普适性较差，工作量较大的技术问题，本申请提出一种建筑物全生命周期碳排放核算方法及系统。
在本发明的一个方面，提供一种建筑物全生命周期碳排放核算方法，其特征在于收集已知建筑物碳排放数据，所述已知建筑物碳排放数据包括多个已知建筑物的BIM模型以及所述多个已知建筑物对应的全生命周期碳排放数据；对所述多个已知建筑物的BIM模型进行拆解，得到每一个已知建筑物使用的材料类型、每种材料类型的使用量；将材料类型、每种材料类型的使用量进行归一化，得到每一个已知建筑物的材料向量；对目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物材料总量以及材料向量；计算目标建筑物的材料向量与已知建筑物的材料向量的相似度，确定出多个相似度大于第一阈值的相似已知建筑物的材料向量；根据相似已知建筑物的材料向量确定出相似材料的已知建筑物材料总量以及对应的材料生产碳排放量、材料处理碳排放量；根据相似材料的已知建筑物材料总量以及对应的材料生产碳排放量、材料处理碳排放量拟合出材料总量-材料生产碳排放量曲线以及材料总量-材料处理碳排放量曲线；根据目标建筑物材料总量和材料总量-材料生产碳排放量曲线以及材料总量-材料处理碳排放量曲线计算出目标建筑物材料生产碳排放量和材料处理碳排放量；对所述多个已知建筑物的BIM模型进行拆解，得到多个已知建筑物的单层模型；对所述目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物的单层模型；将所述目标建筑物的单层模型与所述多个已知建筑物的单层模型进行对比，获取相似结构的已知建筑物的层数以及相应的建设期碳排放量、拆除期碳排放量；根据相似结构的已知建筑物的层数以及相应的建设期碳排放量、拆除期碳排放量拟合出层数-建设期碳排放量曲线、层数-拆除期碳排放量曲线；根据目标建筑物的层数和层数-建设期碳排放量曲线、层数-拆除期碳排放量曲线确定出目标建筑物的建设期碳排放量、拆除期碳排放量；从已知建筑物的BIM中获取每一个已知建筑物的使用场景，从所述目标建筑物BIM模型获取所述目标建筑物的使用场景；获取多个与目标建筑物的使用场景相同的已知建筑物BIM；对使用场景相同的已知建筑物BIM模型进行拆解，得到多个使用场景相同的已知建筑物的使用面积；将多个使用场景相同的已知建筑物的使用面积和其建筑物对应的使用期间碳排放量拟合成使用面积-使用期碳排放量曲线；对所述目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物的使用面积；根据所述使用面积-使用期碳排放量曲线和目标建筑物的使用面积确定出使用期碳排放量；将材料生产碳排放量、材料处理碳排放量、建设期碳排放量、拆除期碳排放量、使用期碳排放量相加得到目标建筑物的全生命周期碳排放量。
进一步地，将材料类型、每种材料类型的使用量进行归一化，得到每一个已知建筑物的材料向量是指将每种材料重量占全部材料重量的百分比组成的一组数据做为所述材料向量。
进一步地，使用固定的材料类型顺序对每种材料重量占全部材料重量的百分比数据排列得到所述材料向量。
进一步地，将所述目标建筑物的单层模型与所述多个已知建筑物的单层模型进行对比包括比较单层模型中梁、柱的位置以及长度数据的相似度以确定单层模型是否相似。
进一步地，获取多个与目标建筑物的使用场景相同的已知建筑物BIM进一步包括获取多个与目标建筑物的使用场景相同并且区域也相同的已知建筑物BIM。
另一方面，本发明还提供一种建筑物全生命周期碳排放核算系统，其特征在于所述系统包括如下模块：收集模块，用于收集已知建筑物碳排放数据，所述已知建筑物碳排放数据包括多个已知建筑物的BIM模型以及所述多个已知建筑物对应的全生命周期碳排放数据；第一拆解模块，用于对所述多个已知建筑物的BIM模型进行拆解，得到每一个已知建筑物使用的材料类型、每种材料类型的使用量；第一计算模块，用于将材料类型、每种材料类型的使用量进行归一化，得到每一个已知建筑物的材料向量；第二拆解模块，用于对目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物材料总量以及材料向量；第二计算模块，用于计算目标建筑物的材料向量与已知建筑物的材料向量的相似度，确定出多个相似度大于第一阈值的相似已知建筑物的材料向量；第三计算模块，用于根据相似已知建筑物的材料向量确定出相似材料的已知建筑物材料总量以及对应的材料生产碳排放量、材料处理碳排放量；第四计算模块，用于根据相似材料的已知建筑物材料总量以及对应的材料生产碳排放量、材料处理碳排放量拟合出材料总量-材料生产碳排放量曲线以及材料总量-材料处理碳排放量曲线；第五计算模块，用于根据目标建筑物材料总量和材料总量-材料生产碳排放量曲线以及材料总量-材料处理碳排放量曲线计算出目标建筑物材料生产碳排放量和材料处理碳排放量；第三拆解模块，用于对所述多个已知建筑物的BIM模型进行拆解，得到多个已知建筑物的单层模型；第四拆解模块，用于对所述目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物的单层模型；第六计算模块，用于将所述目标建筑物的单层模型与所述多个已知建筑物的单层模型进行对比，获取相似结构的已知建筑物的层数以及相应的建设期碳排放量、拆除期碳排放量；第七计算模块，用于根据相似结构的已知建筑物的层数以及相应的建设期碳排放量、拆除期碳排放量拟合出层数-建设期碳排放量曲线、层数-拆除期碳排放量曲线；第八计算模块，用于根据目标建筑物的层数和层数-建设期碳排放量曲线、层数-拆除期碳排放量曲线确定出目标建筑物的建设期碳排放量、拆除期碳排放量；第一确定模块，用于从已知建筑物的BIM中获取每一个已知建筑物的使用场景，从所述目标建筑物BIM模型获取所述目标建筑物的使用场景；第九计算模块，用于获取多个与目标建筑物的使用场景相同的已知建筑物BIM；第五拆解模块，用于对使用场景相同的已知建筑物BIM模型进行拆解，得到多个使用场景相同的已知建筑物的使用面积；第十计算模块，用于将多个使用场景相同的已知建筑物的使用面积和其建筑物对应的使用期间碳排放量拟合成使用面积-使用期碳排放量曲线；第六拆解模块， 用于对所述目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物的使用面积；第十一计算模块，用于根据所述使用面积-使用期碳排放量曲线和目标建筑物的使用面积确定出使用期碳排放量；第十二计算模块，用于将材料生产碳排放量、材料处理碳排放量、建设期碳排放量、拆除期碳排放量、使用期碳排放量相加得到目标建筑物的全生命周期碳排放量。
本发明使用大数据与BIM模型结合，可以通过BIM模型将需要核算碳排放的建筑物与已知碳排放的数据进行关联，得出目标建筑物的碳排放曲线，通过碳排放曲线求解出不同阶段的碳排放数据，从而得到全生命周期的碳排放数据，本方法可通过计算机实现自动化计算，提高了模型的普适性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明方法示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做出优选的描述。
本实施例通过如下步骤解决上术问题:
在一个实施例中，参考图1，本发明提供一种建筑物全生命周期碳排放核算方法，包括收集已知建筑物碳排放数据、计算材料生产碳排放量和材料处理碳排放量、计算建设期碳排放量和拆除期碳排放量、计算使用期碳排放量、计算全生命周期碳排放量的主要步骤。下面本发明将对上述步骤进行进一步的详细描述。
大数据（Big Data）是指规模庞大、类型繁多且处理速度快的数据集合，其中包含了传统数据处理工具无法处理的数据。这些数据通常来自于互联网、传感器、移动设备、社交媒体、企业应用程序等多个来源。大数据具有三个特点：三V，即 Volume（数据量大）、Velocity（数据产生速度快）、Variety（数据类型多样）。
大数据技术包括数据采集、存储、处理和分析等多个方面。随着大数据技术的发展，人们可以从大量数据中发现隐藏的模式和趋势，用于预测、决策和优化业务流程等。
随着碳排放数据的完善，积累了越来越多的已知建筑物碳排放数据，这些数据通常通过背景技术中的现有技术获取，形成了建筑物碳排放大数据，由于现有技术中的碳排放计算方法普适性差，建筑物碳排放大数据一直未得到较好的应用。
BIM是建筑物信息模型（Building Information Modeling）的缩写。它是一种数字化建筑物设计、建造、运营的过程，通过整合建筑物相关各方面的信息，将建筑物的三维几何模型、时间表、成本和质量等数据组织在一起，以便更好地管理和协调建筑物项目的各个阶段。
BIM可以在建筑物设计和施工过程中提供精细的模型和信息，使设计师、工程师、建筑物师和业主能够更好地协同工作。BIM的优势包括：
整合性：BIM将建筑物项目的各个方面整合在一个数字模型中，使设计和施工更加一体化。
可视化：BIM能够提供建筑物的三维几何模型，使设计者、业主、建筑物师等可以更直观地了解建筑物的外观、内部结构、材料和设备等信息。
数据化：BIM能够提供建筑物项目的各种数据，包括成本、进度、材料、质量等，帮助管理和监控建筑物项目。
协同性：BIM的数字模型可以在不同的团队和部门之间共享，使项目的协作更加高效。
BIM已经广泛应用于建筑物设计、施工和运营管理等领域，成为了数字化建筑物行业的重要工具和方法。
建筑物大数据和建筑物的BIM中都包含了可以反应建筑物生命周期内碳排放的数据，为了能够确定出更具普适性的建筑物全生命周期碳排放核算方法，本实施例将建筑物大数据和建筑物的BIM结合，并提出下文的核算方法。
收集已知建筑物碳排放数据，所述已知建筑物碳排放数据包括多个已知建筑物的BIM模型以及所述多个已知建筑物对应的全生命周期碳排放数据。
已知建筑物碳排放数据是指根据现有技术，如背景技术中提到的技术确定出的碳排放数据，已知建筑物碳排放数据可以通过研究机构、环保部门等获取，具体的获取方法本实施例不做具体限定。为了本实施例后续的步骤，已知建筑物碳排放数据还应当包括已知建筑物的BIM模型以及所述已知建筑物对应的全生命周期碳排放数据。BIM模型可以通过建筑设计部门等获取，具体获取手段本实施例不限定，只要能得到相应的数据即可。
对所述多个已知建筑物的BIM模型进行拆解，得到每一个已知建筑物使用的材料类型、每种材料类型的使用量。
BIM模型可以提供详细的建筑信息，包括建筑材料类型和材料总量。可以打开BIM模型并选择要分析的建筑元素（例如墙壁、地板、屋顶等）。使用BIM软件的“属性”或“信息”面板查看选定元素的属性。这些属性可能包括材料类型、材料规格、厚度、密度等。根据元素的属性数据计算材料总量。例如，如果知道墙壁的面积、厚度和密度，则可以使用简单的公式计算出墙壁的总重量。当然，这些步骤也均可以通过计算机程序进行自动化计算，具体的计算方法本实施例不做具体的限定。建筑物使用的材料类型可以包括如水泥、钢、木材等，每种材料类型的使用量单位为吨，可以通过前述的方法进行估算。
将材料类型、每种材料类型的使用量进行归一化，得到每一个已知建筑物的材料向量；
按使用量进行归一化是指按照每种材料重量所占的比例进行归一化，如水泥、沙、钢、木材分别使用了30%、20%、40%、10%，则材料向量为（0.3，0.2，0.4，0.1）。
进一步地，使用固定的材料类型对材料进行排序，如水泥、沙、钢、木材，所有的建筑物都使用该排序确定材料向量，如果某一建筑没有相应的材料，则对应位置为0，例如某建筑使用的木材为0则向量可以为（0.4，0.2，0.4，0）
对目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物材料总量以及材料向量。
目标建筑物是指要进行全生命周期碳排放核算的建筑物，与已知建筑物的BIM模型进行拆解的方法相同，对目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物材料总量以及材料向量。
计算目标建筑物的材料向量与已知建筑物的材料向量的相似度，确定出多个相似度大于第一阈值的相似已知建筑物的材料向量。
由于材料向量是按照材料的使用比例确定的，在得到目标建筑物的材料向量与已知建筑物的材料向量后可以通过相量的相似度计算与目标建筑使用材料相似的建筑。材料向量相似度大于一定阈值则说明对比两个建筑的总体材料使用情况类似，只是在材料的总量上有差别。
根据相似已知建筑物的材料向量确定出相似材料的已知建筑物材料总量以及对应的材料生产碳排放量、材料处理碳排放量。
得到相似已知建筑物的材料向量后，则可知道材料向量对应的建筑物，根据建筑物的全生命周期碳排放数据则可以知道相应的材料生产碳排放量、材料处理碳排放量。
根据相似材料的已知建筑物材料总量以及对应的材料生产碳排放量、材料处理碳排放量拟合出材料总量-材料生产碳排放量曲线以及材料总量-材料处理碳排放量曲线。每一个已知建筑物材料总量以及对应的材料生产碳排放量为一个数据对，多个数据对可标注在XOY平面上，通过现有技术中的任意拟合方法，如最小二乘、样条函数拟合、多项式拟合等可以将数据拟合成曲线；另外，在拟合前还可以对数据进行前处理，如删除异常数据、删除离群点等；对于材料总量和材料处理碳排放量数据对可以以类似的方法进行曲线拟合。
根据目标建筑物材料总量和材料总量-材料生产碳排放量曲线以及材料总量-材料处理碳排放量曲线计算出目标建筑物材料生产碳排放量和材料处理碳排放量。
材料总量-材料生产碳排放量曲线以及材料总量-材料处理碳排放量曲线也就是关于材料总量的两个函数，当目标建筑的材料总量确定后，将目标建筑物的材料总量代入至两个曲线函数中，即可根据两个函数计算出目标建筑物材料生产碳排放量和材料处理碳排放量。
对所述多个已知建筑物的BIM模型进行拆解，得到多个已知建筑物的单层模型。对所述目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物的单层模型。
BIM模型可以提供详细的建筑信息，其包括了建筑的结构设计图，因此可以从结构设计图中得到每一层的结构信息。
获取单层结构主要是为了通过单层的数据在后续推理出多层函数，对建筑的要求则是每一层应当尽量相似，如居民楼、高层办公楼等，因此，本实施例仅适用于每一层结构相似的建筑。
将所述目标建筑物的单层模型与所述多个已知建筑物的单层模型进行对比，获取相似结构的已知建筑物的层数以及相应的建设期碳排放量、拆除期碳排放量；
进一步地，现有的建筑主要框架结构，梁、柱的位置和长度确定了建筑的复杂度，因此当梁、柱的位置和长度相似时，两者建设、拆解难度也相似，获取单层模型的梁、柱的位置、长度数据，通过比较梁、柱的位置、长度数据即可确定出单层模型是否相似。可将较梁、柱的位置、长度数据进行向量化，计算向量之间的距离，将相似度大于一定阈值的单层模型确定为相似的单层模型。
另外，目前居民楼、高层办公楼等，合层结构相似，建筑的建筑难度随着层数指数级上升，因此对于单层结构类似的建筑物，层数影响建设和拆解的主要元素。
根据相似结构的已知建筑物的层数以及相应的建设期碳排放量、拆除期碳排放量拟合出层数-建设期碳排放量曲线、层数-拆除期碳排放量曲线；
与前述拟合材料总量-材料生产碳排放量曲线的方法类似，每一个建筑的层数以及相应的建设期碳排放量可以看成一对数据点，多对数据点可以通过现有技术中的拟合方法，如最小二乘、样条函数拟合、多项式拟合等可以将数据拟合成曲线；另外，在拟合前还可以对数据进行前处理，如删除异常数据、删除离群点等；对于拆除期碳排放量可以进行类似的拟合，得到相应的曲线。
根据目标建筑物的层数和层数-建设期碳排放量曲线、层数-拆除期碳排放量曲线确定出目标建筑物的建设期碳排放量、拆除期碳排放量；
层数-建设期碳排放量曲线、层数-拆除期碳排放量曲线即建设期碳排放量、拆除期碳排放量与层数相关的两个函数，当目标建筑的层数已知后即可将目标建筑的层数代入至两个函数中计算出建设期碳排放量、拆除期碳排放量。
从已知建筑物的BIM中获取每一个已知建筑物的使用场景，从所述目标BIM模型获取所述目标建筑物的使用场景。
使用场景是指建筑的主要用途，如居民楼、学校、办公楼等。对于相同的使用场景，使用水、电、气等数量相似性较大，如学校使用水和电的量较多，办公楼很少使用天然气等，因此，将相同使用场景的建筑归为同一类，可以使用同类建筑的使用面积类推同类建筑的使用期间的碳排放。BIM模型模型通常包括了建筑的基础信息，用BIM数据中可以得到相应建筑的使用场景。
获取多个与目标建筑物的使用场景相同的已知建筑物BIM；
进一步地，获取多个与目标建筑物的使用场景相同并且区域也相同的已知建筑物BIM。由于南北方的差异，如北方使用暖气较多，而南方使用空调较多，两者的碳排放量可能差异较大，为了提高模型的精确性，只获取相同区域的使用场景相同的已知建筑物。相同区域可以是指同一市、省，也可以是南北方，区域越小精确性越好，但可能出现数据量过少的情况，区域的具体选择本实施例不做具体限定，本领域技术人员在实施时可根据实际需要进行选择。
对使用场景相同的已知建筑物BIM模型进行拆解，得到多个使用场景相同的已知建筑物的使用面积；对于相同类型的建筑，其能量消耗与使用面积相关性较大，因此使用多个使用场景相同的已知建筑物的使用面积为变量。BIM模型中包括了建筑的三维模型，可以通过三维模型中的数据计算整个建筑的使用面积，可以通过手动计算，也可以通过计算机程序计算，具体计算方法本实施例不做具体的限定。
将多个使用场景相同的已知建筑物的使用面积和其建筑物对应的使用期间碳排放量拟合成使用面积-使用期碳排放量曲线；
与本实施例的前述内容相似，将多个使用面积-使用期碳排放量标注在XOY平面上即可得到多个点，通过现有技术中的曲线拟合方法将多个点拟合成面积-使用期碳排放量曲线，使用面积-使用期碳排放量曲线即以使用面积为变量的函数。
对所述目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物的使用面积。与获取已知建筑的使用面积类似，通过目标建筑物的BIM数据通过手工或计算自动计算出使用面积。
根据所述使用面积-使用期碳排放量曲线和目标建筑物的使用面积确定出使用期碳排放量。
在得到生产碳排放量、材料处理碳排放量、建设期碳排放量、拆除期碳排放量、使用期碳排放量后，将材料生产碳排放量、材料处理碳排放量、建设期碳排放量、拆除期碳排放量、使用期碳排放量相加得到目标建筑物的全生命周期碳排放量。
通过上述方法，将已有的建筑物碳排放数据与BIM技术相结合，可以方便地从现在数据中确定出目标建筑的不同阶段的碳排放函数，上述方法可以通过人工操作，也可以通过计算机自动执行，从而有比较高的普适性，能够快速地对目标建筑的全生命周期的碳排放数据进行核算。
在另一种实施中，本发明还提供一种建筑物全生命周期碳排放核算系统，其特征在于所述系统包括如下模块：
收集模块，用于收集已知建筑物碳排放数据，所述已知建筑物碳排放数据包括多个已知建筑物的BIM模型以及所述多个已知建筑物对应的全生命周期碳排放数据；
第一拆解模块，用于对所述多个已知建筑物的BIM模型进行拆解，得到每一个已知建筑物使用的材料类型、每种材料类型的使用量；
第一计算模块，用于将材料类型、每种材料类型的使用量进行归一化，得到每一个已知建筑物的材料向量；
第二拆解模块，用于对目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物材料总量以及材料向量；
第二计算模块，用于计算目标建筑物的材料向量与已知建筑物的材料向量的相似度，确定出多个相似度大于第一阈值的相似已知建筑物的材料向量；
第三计算模块，用于根据相似已知建筑物的材料向量确定出相似材料的已知建筑物材料总量以及对应的材料生产碳排放量、材料处理碳排放量；
第四计算模块，用于根据相似材料的已知建筑物材料总量以及对应的材料生产碳排放量、材料处理碳排放量拟合出材料总量-材料生产碳排放量曲线以及材料总量-材料处理碳排放量曲线；
第五计算模块，用于根据目标建筑物材料总量和材料总量-材料生产碳排放量曲线以及材料总量-材料处理碳排放量曲线计算出目标建筑物材料生产碳排放量和材料处理碳排放量；
第三拆解模块，用于对所述多个已知建筑物的BIM模型进行拆解，得到多个已知建筑物的单层模型；
第四拆解模块，用于对所述目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物的单层模型；
第六计算模块，用于将所述目标建筑物的单层模型与所述多个已知建筑物的单层模型进行对比，获取相似结构的已知建筑物的层数以及相应的建设期碳排放量、拆除期碳排放量；
第七计算模块，用于根据相似结构的已知建筑物的层数以及相应的建设期碳排放量、拆除期碳排放量拟合出层数-建设期碳排放量曲线、层数-拆除期碳排放量曲线；
第八计算模块，用于根据目标建筑物的层数和层数-建设期碳排放量曲线、层数-拆除期碳排放量曲线确定出目标建筑物的建设期碳排放量、拆除期碳排放量；
第一确定模块，用于从已知建筑物的BIM中获取每一个已知建筑物的使用场景，从所述目标建筑物BIM模型获取所述目标建筑物的使用场景；
第九计算模块，用于获取多个与目标建筑物的使用场景相同的已知建筑物BIM；
第五拆解模块，用于对使用场景相同的已知建筑物BIM模型进行拆解，得到多个使用场景相同的已知建筑物的使用面积；
第十计算模块，用于将多个使用场景相同的已知建筑物的使用面积和其建筑物对应的使用期间碳排放量拟合成使用面积-使用期碳排放量曲线；
第六拆解模块， 用于对所述目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物的使用面积；
第十一计算模块，用于根据所述使用面积-使用期碳排放量曲线和目标建筑物的使用面积确定出使用期碳排放量；
第十二计算模块，用于将材料生产碳排放量、材料处理碳排放量、建设期碳排放量、拆除期碳排放量、使用期碳排放量相加得到目标建筑物的全生命周期碳排放量。
需要说明的是上述建筑物全生命周期碳排放核算系统的详细实现原理以及进一步的改进措施都与前述的建筑物全生命周期碳排放核算方法相同，本实施例中不再进行详细描述，本领域技术人员可以根据现有技术及建筑物全生命周期碳排放核算方法在建筑物全生命周期碳排放核算系统中进行具体实现。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
本发明未特别明确的部分模块结构，以现有技术记载的内容为准。本发明在前述背景技术部分以及具体实施例部分提及的现有技术可作为本发明的一部分，用于理解部分技术特征或者参数的含义。本发明的保护范围以权利要求实际记载的内容为准。
Claims (10)
1.一种建筑物全生命周期碳排放核算方法，其特征在于：
收集已知建筑物碳排放数据，所述已知建筑物碳排放数据包括多个已知建筑物的BIM模型以及所述多个已知建筑物对应的全生命周期碳排放数据；
对所述多个已知建筑物的BIM模型进行拆解，得到每一个已知建筑物使用的材料类型、每种材料类型的使用量；
将材料类型、每种材料类型的使用量进行归一化，得到每一个已知建筑物的材料向量；
对目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物材料总量以及材料向量；
计算目标建筑物的材料向量与已知建筑物的材料向量的相似度，确定出多个相似度大于第一阈值的相似已知建筑物的材料向量；
根据相似已知建筑物的材料向量确定出相似材料的已知建筑物材料总量以及对应的材料生产碳排放量、材料处理碳排放量；
根据相似材料的已知建筑物材料总量以及对应的材料生产碳排放量、材料处理碳排放量拟合出材料总量-材料生产碳排放量曲线以及材料总量-材料处理碳排放量曲线；
根据目标建筑物材料总量和材料总量-材料生产碳排放量曲线以及材料总量-材料处理碳排放量曲线计算出目标建筑物材料生产碳排放量和材料处理碳排放量；
对所述多个已知建筑物的BIM模型进行拆解，得到多个已知建筑物的单层模型；
对所述目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物的单层模型；
将所述目标建筑物的单层模型与所述多个已知建筑物的单层模型进行对比，获取相似结构的已知建筑物的层数以及相应的建设期碳排放量、拆除期碳排放量；
根据相似结构的已知建筑物的层数以及相应的建设期碳排放量、拆除期碳排放量拟合出层数-建设期碳排放量曲线、层数-拆除期碳排放量曲线；
根据目标建筑物的层数和层数-建设期碳排放量曲线、层数-拆除期碳排放量曲线确定出目标建筑物的建设期碳排放量、拆除期碳排放量；
从已知建筑物的BIM中获取每一个已知建筑物的使用场景，从所述目标建筑物BIM模型获取所述目标建筑物的使用场景；
获取多个与目标建筑物的使用场景相同的已知建筑物BIM；
对使用场景相同的已知建筑物BIM模型进行拆解，得到多个使用场景相同的已知建筑物的使用面积；
将多个使用场景相同的已知建筑物的使用面积和其建筑物对应的使用期间碳排放量拟合成使用面积-使用期碳排放量曲线；
对所述目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物的使用面积；
根据所述使用面积-使用期碳排放量曲线和目标建筑物的使用面积确定出使用期碳排放量；
将材料生产碳排放量、材料处理碳排放量、建设期碳排放量、拆除期碳排放量、使用期碳排放量相加得到目标建筑物的全生命周期碳排放量。
2.根据权利要求1所述的一种建筑物全生命周期碳排放核算方法，其特征在于：将材料类型、每种材料类型的使用量进行归一化，得到每一个已知建筑物的材料向量是指将每种材料重量占全部材料重量的百分比组成的一组数据做为所述材料向量。
3.根据权利要求2所述的一种建筑物全生命周期碳排放核算方法，其特征在于：使用固定的材料类型顺序对每种材料重量占全部材料重量的百分比数据排列得到所述材料向量。
4.根据权利要求1所述的一种建筑物全生命周期碳排放核算方法，其特征在于：将所述目标建筑物的单层模型与所述多个已知建筑物的单层模型进行对比包括比较单层模型中梁、柱的位置以及长度数据的相似度以确定单层模型是否相似。
5.根据权利要求1所述的一种建筑物全生命周期碳排放核算方法，其特征在于：获取多个与目标建筑物的使用场景相同的已知建筑物BIM进一步包括获取多个与目标建筑物的使用场景相同并且区域也相同的已知建筑物BIM。
6.一种建筑物全生命周期碳排放核算系统，其特征在于所述系统包括如下模块：
收集模块，用于收集已知建筑物碳排放数据，所述已知建筑物碳排放数据包括多个已知建筑物的BIM模型以及所述多个已知建筑物对应的全生命周期碳排放数据；
第一拆解模块，用于对所述多个已知建筑物的BIM模型进行拆解，得到每一个已知建筑物使用的材料类型、每种材料类型的使用量；
第一计算模块，用于将材料类型、每种材料类型的使用量进行归一化，得到每一个已知建筑物的材料向量；
第二拆解模块，用于对目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物材料总量以及材料向量；
第二计算模块，用于计算目标建筑物的材料向量与已知建筑物的材料向量的相似度，确定出多个相似度大于第一阈值的相似已知建筑物的材料向量；
第三计算模块，用于根据相似已知建筑物的材料向量确定出相似材料的已知建筑物材料总量以及对应的材料生产碳排放量、材料处理碳排放量；
第四计算模块，用于根据相似材料的已知建筑物材料总量以及对应的材料生产碳排放量、材料处理碳排放量拟合出材料总量-材料生产碳排放量曲线以及材料总量-材料处理碳排放量曲线；
第五计算模块，用于根据目标建筑物材料总量和材料总量-材料生产碳排放量曲线以及材料总量-材料处理碳排放量曲线计算出目标建筑物材料生产碳排放量和材料处理碳排放量；
第三拆解模块，用于对所述多个已知建筑物的BIM模型进行拆解，得到多个已知建筑物的单层模型；
第四拆解模块，用于对所述目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物的单层模型；
第六计算模块，用于将所述目标建筑物的单层模型与所述多个已知建筑物的单层模型进行对比，获取相似结构的已知建筑物的层数以及相应的建设期碳排放量、拆除期碳排放量；
第七计算模块，用于根据相似结构的已知建筑物的层数以及相应的建设期碳排放量、拆除期碳排放量拟合出层数-建设期碳排放量曲线、层数-拆除期碳排放量曲线；
第八计算模块，用于根据目标建筑物的层数和层数-建设期碳排放量曲线、层数-拆除期碳排放量曲线确定出目标建筑物的建设期碳排放量、拆除期碳排放量；
第一确定模块，用于从已知建筑物的BIM中获取每一个已知建筑物的使用场景，从所述目标建筑物BIM模型获取所述目标建筑物的使用场景；
第九计算模块，用于获取多个与目标建筑物的使用场景相同的已知建筑物BIM；
第五拆解模块，用于对使用场景相同的已知建筑物BIM模型进行拆解，得到多个使用场景相同的已知建筑物的使用面积；
第十计算模块，用于将多个使用场景相同的已知建筑物的使用面积和其建筑物对应的使用期间碳排放量拟合成使用面积-使用期碳排放量曲线；
第六拆解模块， 用于对所述目标建筑物的BIM模型进行拆解，得到目标建筑物的使用面积；
第十一计算模块，用于根据所述使用面积-使用期碳排放量曲线和目标建筑物的使用面积确定出使用期碳排放量；
第十二计算模块，用于将材料生产碳排放量、材料处理碳排放量、建设期碳排放量、拆除期碳排放量、使用期碳排放量相加得到目标建筑物的全生命周期碳排放量。
7.根据权利要求6所述的一种建筑物全生命周期碳排放核算系统，其特征在于：将材料类型、每种材料类型的使用量进行归一化，得到每一个已知建筑物的材料向量是指将每种材料重量占全部材料重量的百分比组成的一组数据做为所述材料向量。
8.根据权利要求7所述的一种建筑物全生命周期碳排放核算系统，其特征在于：使用固定的材料类型顺序对每种材料重量占全部材料重量的百分比数据排列得到所述材料向量。
9.根据权利要求6所述的一种建筑物全生命周期碳排放核算系统，其特征在于：将所述目标建筑物的单层模型与所述多个已知建筑物的单层模型进行对比包括比较单层模型中梁、柱的位置以及长度数据的相似度以确定单层模型是否相似。
10.根据权利要求6所述的一种建筑物全生命周期碳排放核算系统，其特征在于：获取多个与目标建筑物的使用场景相同的已知建筑物BIM进一步包括获取多个与目标建筑物的使用场景相同并且区域也相同的已知建筑物BIM。
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