CN117669865A - 一种低碳建筑的全生命周期监控系统及监控方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及低碳建造监控的技术领域，尤其是涉及一种低碳建筑的全生命周期监控系统及监控方法，其包括：模型对接模块，用于获取建筑计算模型，并基于模型种类对应的计算方案采集、计算碳排放数据；碳整合仓，用于判断建筑计算模型当前处于的建筑阶段，其还用于将建筑阶段、模型种类和对应的碳排放数据进行整合以得到碳足印；碳数据仓，存储有若干数据库，其用于获取碳足印并将碳足印中的各项数据进行拆分存储，还用于根据碳足印匹配相应的模型算法；数据处理模块，用于根据模型算法结合相应的碳足印以进行数据分析和预测，以得到分析结果和预测结果，根据分析结果实现数据监控。本申请具有实现对建筑全生命周期中的碳排放数据的监控的效果。

Description

一种低碳建筑的全生命周期监控系统及监控方法

技术领域

本申请涉及低碳建造监控的技术领域，尤其是涉及一种低碳建筑的全生命周期监控系统及监控方法。

背景技术

而对于建筑工作的全生命环节中，对于全生命周期中的工作监控也较为的重要，但是当前存在的问题是没有一个可以对建筑工作全过程的监控系统或者监管平台，各类软件均使用数据来源不明的数值作为“经验值”，缺少一定的理论基础，使得在无法对建筑过程中的各个环节进行有效的碳排放量监控和分析。

发明内容

本申请的目的是实现对建筑全生命周期中的碳排放数据的监控。

第一方面，本申请提供的一种低碳建筑的生命周期监控系统，采用如下的技术方案：

一种低碳建筑的全生命周期监控系统，包括：

模型对接模块，用于获取建筑计算模型，并判断所述建筑计算模型的模型种类，并基于所述模型种类对应的计算方案采集、计算所述建筑计算模型的碳排放数据，所述模型种类包括：改-模型、拆-模型、留+改-模型、留+拆-模型、拆+改-模型、留+改+拆-模型；

碳整合仓，用于判断所述建筑计算模型当前处于的建筑阶段，所述建筑阶段包括：设计、建材生产及运输、建造、拆除、运行和废弃物处置，其还用于将所述建筑阶段、模型种类和对应的碳排放数据进行整合以得到碳足印；

碳数据仓，存储有若干数据库，其用于获取碳足印并将碳足印中的各项数据进行拆分存储，还用于根据所述碳足印匹配相应的模型算法；

数据处理模块，用于获取相应的模型算法，并根据所述模型算法结合相应的碳足印以进行数据分析和预测，以得到分析结果和预测结果，根据所述分析结果实现数据监控，根据所述分析结果和所述预测结果生成相应的整治方案。

在另一些实施例中，所述建筑计算模型为BIM模型。

在另一些实施例中，所述碳数据仓包括：

基础数据库，用于获取所述碳足印中的建筑能耗数据、经济发展数据、电力数据、各个建筑阶段所对应的碳排放数据；

主题数据库，其还包括碳排放库、碳减排库、碳足迹库，所述主题数据库在所述基础数据库内的数据存储量达到预设值后启动，用于对所述基础数据库内的数据进行数据挖掘、清洗及分析；

模型数据库，其还包括模型定义子库、模型参数子库、模型公式子库，所述模型定义子库用于对模型种类、含义进行存储，所述模型参数字库用于存储所述碳足印中的排放因子参数、减排因子参数、情景参数，所述模型公式字库用于存储模型计算指标、模型计算公式、模型计算结果，所述模型数据库用于匹配与所述碳足印相匹配的模型算法，还用于在得到模型计算结果后，将所述模型计算结果进行数据清洗和数据转换以存入所述主题数据库，所述模型计算结果包含于所述分析结果内。

在另一些实施例中，所述数据处理模块包括城乡建筑全局展示模块，其用于获取所述建筑计算模型所对应的模型种类信息，并基于所述模型种类信息结合所述碳排放数据计算各个建筑阶段对应的碳排放指标，所述碳排放指标至少包括碳排放排名、碳排放走势、碳减排分析结果，其中，所述碳排放排名属于所述分析结果，所述碳排放走势、碳减排分析结果属于所述预测结果。

在另一些实施例中，所述数据处理模块包括大型公共建筑监测模块，其用于判断所述建筑计算模型的建筑类型信息是否属于预设的建筑种类，所述预设的建筑种类包括：大型建筑、公共建筑、公共大型建筑，并对属于预设的建筑类型的建筑计算模块所对应的大型公共建筑碳排放量数据进行监测计算，计算过程为：大型公共建筑碳排放量=建筑计算模型各部分的碳排放量-建筑计算模型各部分的碳固定量；

还用于根据计算出的所述大型公共建筑碳排放量生成大型公共建筑历史分析数据、大型公共建筑能耗分析报告，其中，所述大型公共建筑历史分析数据属于分析结果，所述大型公共建筑能耗分析报告属于分析结果和预测结果。

在另一些实施例中，所述数据处理模块包括建筑用能负荷预测模块，其用于建立建筑用能模型，并结合预存的历史用能监测数据生成不同的用能负荷预测曲线，通过所述用能负荷预测曲线预测建筑负荷变化情况，还用于根据所述用能负荷预测曲线与所述建筑计算模型当前的实时用能负荷曲线进行比对，以获得用能细节信息和优化建议，其中，所述用能细节信息和优化建议属于分析结果，所述建筑负荷变化情况属于预测结果。

在另一些实施例中，其特征在于，所述数据处理模块还包括城乡建筑大屏，其用于获取所述城乡建筑全局展示模块对应的各个建筑阶段对应的碳排放指标，还用于获取所述大型公共建筑监测模块对应的大型公共建筑碳排放量以进行图像显示。

在另一些实施例中，还包括碳足迹溯源模块，其用于在所述建筑计算模型对应的碳足印到达各个建筑阶段时加盖相应的时间戳，并将各个建筑阶段对应的碳足印对应的分析结果进行上链以获得若干阶段区块，每个所述建筑阶段对应于一个阶段区块，每个阶段区块皆指向上一阶段区块，通过将一个所述建筑计算模型对应的所有建筑阶段的阶段区块进行全区块链全局广播以获得可信碳足迹链。

在另一些实施例中，还包括数据治理模块，所述数据治理模块用于对外部获取的任意数据的数据特性进行分析，并根据分析结果进行相应的管理处理，所述管理处理的方式包括元数据管理、数据质量管理、数据标准管理、数据修正管理。

第二方面，本申请提供的一种低碳建筑的全生命周期监控方法，采用如下的技术方案：

一种低碳建筑的全生命周期监控方法，其特征在于，基于上述的低碳建筑的全生命周期监控系统实施。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

通过BIM建模建立六种建筑模型，首先，通过相应的计算方案，对所有的材料、运输等全生命周期范围内的碳排放量进行模拟和计算，并结合BIM技术使得计算更准确；同时，对各个建筑阶段过程中的碳排放量进行信息收集、汇总；最后，结合不同建筑阶段、不同建筑模型种类的碳排放，汇总成建筑全生命周期的碳排放量，建立碳足迹信息库，对碳排放量进行全局分阶段的分析、预测，实现整体的碳足迹监控过程。

附图说明

图1是本申请实施例中全生命周期监控系统的整体框架示意图；

图2是本申请实施例中碳足迹溯源模块的上链过程示意图；

图3是本申请实施例中全生命周期监控系统在各建筑阶段的效果示意图。

具体实施方式

以下结合附图1-附图3，对本申请作进一步详细说明。

如图1所示，本申请公开了一种低碳建筑的全生命周期监控系统，首先需要说明的是，本申请中的系统整体上包括四个系统框架，包括应用服务、数据服务、数据资源体系、基础设施，包括：

模型对接模块，用于获取建筑计算模型，并判断建筑计算模型的模型种类，并基于模型种类对应的计算方案采集、计算建筑计算模型的碳排放数据，模型种类包括：改-模型、拆-模型、留+改-模型、留+拆-模型、拆+改-模型、留+改+拆-模型。

其中，建筑计算模型为BIM模型。相关技术中的碳排放计算软件大多为在已有节能模型的基础上，进行二维全生命周期的碳排放计算。计算模型较为粗糙，使得同类型建筑每平米碳排放量差异较大，准确性和可参考性都较低。相较于二维模型，三维BIM模型不仅同样可以进行建筑全生命周期的碳排放计算，且建模过程更为精准，计算结果更加精确。

本申请中，通过BIM建模技术生成的建筑计算模型具有六种大类，经过分类后可以结合不同的模型种类、建筑群建立相对独特的三维模型。

“改”对应的方案主要是将目标建筑或建筑群对应的设施、建筑方式进行更改，例如：增加外遮阳设施可以有效减少太阳辐射得热量，从而减少对 于空调通风的依赖，从而减少能耗；采用光伏发电，减少对煤炭的依赖转向使用清洁能源；增加屋顶绿化，有效降低太阳辐射的同时可以固碳，吸收部分二氧化碳；大量使用可回收材料；配备高效的冷却系统和通风措施、节电LED等。

改-模型则表征为在“改”方案下所建立的特定模型，与“改”方案所相匹配。

“拆”对应的方案主要针对于部分年代久远，或地处偏僻导致周边配套设施不完善，节能设计不过关，并年久失修，材料性能下降，不利于节能减排的居住建筑进行拆除。

拆-模型则表征为在“拆”方案下所建立的特定模型，与“拆”方案所相匹配。

“留+改”对应的方案对应于高层建筑等拆除困难需要大量能源消耗及产生大量废弃物的建筑，本申请将选择性地进行保留以得到最合理的低碳化方案。以高层住宅为例，拆除此类建筑的居民迁移造成的碳排放，废弃物混凝土的碳排放，以及拆除难度导致的重型设备的使用造成的碳排放，都是棘手的问题，选择保留是一个更为合理的方案。但都需要经过 BIM 能耗分析和碳排放量统计权衡。同时将进行与节能有关的改造，例如保温材料的更换，使用 LED 照明，增加 low-e 玻璃的使用。增加屋顶绿化以有效降低太阳辐射的同时固碳，吸收部分二氧化碳。

留+改-模型则表征为在“留+改”方案下所建立的特定模型，与“留+改”方案所相匹配。

“留+拆”对应的方案例如：充分考虑建筑群通风，使用 BIM 技术及风场模拟技术，拆除部分遮挡系数较高的建筑以保证通风，减少在空调通风方面对能源的依赖。通过日照分析，拆除部分遮挡建筑，给建筑群提供充足的自然光照明，减少对电力的消耗。

留+拆-模型则表征为在“留+拆”方案下所建立的特定模型，与“留+拆”方案所相匹配。

“拆+改”对应的方案例如：拆除周边配套设施不完善，节能设计不过关，并且年久失修，材料性能下降的部分建筑。对拆除部分的建筑废料进行回收，生产再生骨料，实现二次利用，减少碳足迹。对于剩下的目标建筑进行改造。增加外遮阳设施，采用光伏发电，增加屋顶绿化。

拆+改-模型则表征为在“拆+改”方案下所建立的特定模型，与“拆+改”方案所相匹配。

“留+拆+改”对应的方案例如：将通过 BIM 建模以及分析，减少工程量，缩短工期。控制拆除比例在 20%以内。对于与节能有关的修缮，例如保温材料的更换，使用 LED 照明。增加屋顶绿化可以有效降低太阳辐射的同时固碳，吸收部分二氧化碳。加强用电设备运行管理，通过信息数智平台及时收集有关信息并且做到自动控制。

留+拆+改-模型则表征为在“留+拆+改”方案下所建立的特定模型，与“留+拆+改”方案所相匹配。

每个目标建筑或目标建筑群所对应的最合理的碳改方案都是不同的，那么根据其对匹配的方案生成相应的模型，可以使得后续碳排放量的计算、监控更加精准有效。

每个模型种类都对应于一个预存的计算方案，通过相匹配的计算方案对该建筑计算模型进行计算，以获得碳排放数据，这个碳排放数据为建筑过程中实时的碳排放量信息，同时也作为被监控的对象。

碳整合仓，用于判断建筑计算模型当前处于的建筑阶段，建筑阶段包括：设计、建材生产及运输、建造、拆除、运行和废弃物处置，其还用于将建筑阶段、模型种类和对应的碳排放数据进行整合以得到碳足印。

从建筑从设计到最后废弃物处置的全生命周期进行监控，同时将各个环节进行隔离，将隔离后的各个建筑阶段进行分别分析，实现全过程的碳足迹研究。每个建筑阶段对应建筑计算模型对应的模型种类和碳排放数据整合在一起便是一个碳足印，一个建筑阶段内可以存在多个碳足印，而每个建筑计算模型在所有隔离出的建筑阶段的碳足印总和便是一个建筑完整的碳足迹。实现从各个阶段摸清每种模型种类的碳排放情况，实现快速、实时、数智的碳排放监管和预测分析。

碳数据仓，存储有若干数据库，其用于获取碳足印并将碳足印中的各项数据进行拆分存储，还用于根据碳足印匹配相应的模型算法。

碳数据仓内通过存储的若干种数据库实现对碳足印的各项数据的存储、采集、清洗、应用，还可以为碳足印匹配相应的模型算法。

数据处理模块，用于获取相应的模型算法，并根据模型算法结合相应的碳足印以进行数据分析和预测，以得到分析结果和预测结果，根据分析结果实现数据监控，根据分析结果和预测结果生成相应的整治方案。

通过相匹配的模型算法对碳足印进行数据分析和预测，分析过程和预测结果都对应这个碳足印所对应的建筑阶段和模型种类，通过对上述计算好的碳排放数据进行分析来判断碳排放量是否正确、是否超标、是否需要修正等分析结果，还包括对一个建筑计算模型的碳排放量在未来时间的预测发展值进行预测，来判断其未来是否存在碳排放量异常的风险，最后根据分析结果和预测结果给出相应的整治方案。

数据处理模块、模型对接模块皆属于应用服务框架中，碳整合仓、碳数据仓皆属于数据资源体系框架中。

通过上述方案，通过BIM建模建立六种建筑模型，首先，通过相应的计算方案，对所有的材料、运输等全生命周期范围内的碳排放量进行模拟和计算，并结合BIM技术使得计算更准确；同时，对各个建筑阶段过程中的碳排放量进行信息收集、汇总；最后，结合不同建筑阶段、不同建筑模型种类的碳排放，汇总成建筑全生命周期的碳排放量，建立碳足迹信息库，对碳排放量进行全局分阶段的分析、预测，实现整体的碳足迹监控过程。

如图1所示，在另一些实施例中，碳数据仓包括：

基础数据库，用于重点获取碳足印中的建筑能耗数据、经济发展数据、电力数据、各个建筑阶段所对应的碳排放数据，实现碳排放信息数据的统一、集中和共享。采集各个建筑阶段所对应的碳排放数据，通过接口对接和数据填报等方式完成基础数据库的建设。

主题数据库，其是一个面向主题、集成、时变、非易失的数据集合，有效支持管理部门的决策过程。具体包括碳排放库、碳减排库、碳足迹库，其在基础数据库内的基础数据积累到一定程度时，启动主题数据库建设，主题数据库建立在数据中心基础之上的数据挖掘、清洗及分析，以支持主题数据分析，辅助决策。

模型数据库，由模型定义子库、模型参数子库、模型公式子库这三个子库组成，是项目核算、分析、预测等功能的支撑数据库。模型定义子库用于对模型类型、含义进行存储，模型参数子库用于存储排放因子参数、减排因子参数、情景参数，模型公式字库用于存储模型计算指标、模型计算公式、模型计算结果，模型计算结果通过数据的清洗、转换存入主题数据库，实现业务基础数据到分析主题数据的转换。

同时，当接收到一个碳足印后，通过模型数据库内与碳足印相匹配的、存储在各个子库内的数据得到相应的模型算法。

进一步的，还包括碳辅助仓，其包括共享数据库、中转数据库、原始信息数据库等辅助子库，其为了更好的运行和保护基础数据库，提升数据运作效率而建立。

碳辅助仓属于数据资源体系，而数据资源体系中还包括省/市大数据仓，其用于对接、获取、存储政府机关、建筑机关、环保机关等各类政府部门的数据信息，对各个政府部门对外公开的数据信息、政策、文件等进行存储。

在另一些实施例中，数据处理模块包括城乡建设全局展示模块，其用于获取建筑计算模型所对应的模型种类信息，并基于模型种类信息结合碳排放数据计算各个建筑阶段对应的碳排放指标，碳排放指标至少包括碳排放排名、碳排放走势、碳减排分析结果，其中，碳排放排名属于分析结果，碳排放走势、碳减排分析结果属于预测结果。

城乡建筑全局展示模块用于开展建筑行业全局监测，针对建筑行业碳排放全局指标进行时间、空间多维度展示，对细分建筑行业的碳排放指标，分析各指标历史趋势，结合绿色低碳、绿色建造等活动进行碳排放情况分析。

具体的，包括：

1）、碳排放评估：

根据碳排放解构获取的信息，综合测算出各个施工场所、各类建筑、各个建筑阶段的碳排放排名；

2）、碳排放预测：

碳排放走势：展示未来时间城乡建筑领域的碳排放走势并以折线图的形式展示；

碳减排分析：根据时间维度的变化分析历史趋势、绿色低碳、绿色建造等活动对应的碳排放情况。

在另一些实施例中，数据处理模块包括大型公共建筑监测模块，其用于判断建筑计算模型的建筑类型信息是否属于预设的建筑种类，预设的建筑种类包括：大型建筑、公共建筑、公共大型建筑，并对属于预设的建筑类型的建筑计算模块所对应的大型公共建筑碳排放量数据进行监测计算，计算过程为：大型公共建筑碳排放量=建筑计算模型各部分的碳排放量-建筑计算模型各部分的碳固定量。

开展大型公共建筑监测分析，具体包括政府机关、事业单位、学校等公共大型建筑，商厦等公共建筑，高塔等大型建筑。对区域内的上述建筑整体情况进行监测，计算得到大型公共建筑运行排放情况，以此为基础，分析预测大型公共建筑排放趋势与达峰进程。

还用于根据计算出的大型公共建筑碳排放量生成大型公共建筑历史分析数据、大型公共建筑能耗分析报告，其中，大型公共建筑历史分析数据属于分析结果，大型公共建筑能耗分析报告属于分析结果和预测结果。

具体的，

1）、大型公共建筑历史数据分析数据：

首先选择建筑以及所需分析的能耗类型，具体包括建筑的电量、柴油、水、碳排放等能耗，随后能够进行大数据总结，完成建筑能耗数据的上期、本期能耗汇整，并对变化曲线以及能耗同比及环比进行分析，从而完成柱形图、条形图以及饼图的绘制，方便直观清楚地判断耗电量或其他形式的能耗基本现状以及变化幅度，从而实现大型建筑、公共建筑、大型公共建筑在任何历史时段的耗能情况分析。

2）、大型公共建筑能耗分析报告：

完成建筑各个建筑阶段、各个分项耗能情况的汇总、对建筑能耗相关数据进行校验以及预测处理，从而对建筑的能耗趋势进行分析，以便为能源分配提供大型公共建筑能耗分析报告和调度方案。

在另一些实施例中，数据处理模块还包括建筑用能负荷预测模块，其用于建立建筑用能模型，并结合预存的历史用能监测数据生成不同的用能负荷预测曲线，通过用能负荷预测曲线预测建筑负荷变化情况，还用于根据用能负荷预测曲线与建筑计算模型当前的实时用能负荷曲线进行比对，以获得用能细节信息和优化建议，其中，用能细节信息和优化建议属于分析结果，建筑负荷变化情况属于预测结果。

具体的，包括：

1.、用能负荷预测：

为建筑建立建筑用能模型，根据年时间、日时间、淡旺季，建筑类别、用能结构、额定负荷等维度进行建模。利用历史用能监测数据生成不同模型的用能负荷曲线，预测建筑负荷变化情况。

2.、用能负荷优化：

以用能负荷预测曲线为基础，对比建筑实时用能曲线，分析各个建筑阶段用能细节，标识异常用能点及优化空间，异常用能点属于用能细节信息，优化空间属于优化建议。

3.、分项用能展示：

按照建筑物照明插座、空调、动力和特殊用电进行计量装置选型和设置，并按照使用区域或功能分区等细化再进行统计，统计出的建筑能耗的时用量、日用量和年用量皆可以受到监测，并可以通过曲线图、柱状图、饼图等方式进行显示。

4.、分项用能趋势：

统计某时间段内的逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能趋势，并可以显示建筑物过去一段时间的用能趋势，根据不同时间的对比数据，计算出差额百分比，还可以总结出用能的趋势数据。

在另一些实施例中，数据处理模块还包括建筑施工现场监测分析模块，其用于开展建筑施工现场碳排监测，展示建筑施工现场指标情况，针对施工工地用能情况进行分区域分析，对限停工和用能异常工地重点监控。

具体的，包括：

1）、施工现场碳来源管理：

通过接口使得在施工现场填报碳排主要来源信息，包括机械数量、油耗水平、施工人数等。

2）、施工现场评价库：

记录当前施工工地的名称、碳排放量、施工人数、建筑面积、大型设备数等信息，建立建筑工地碳排库，为建立更完善科学标准提供依据。

在另一些实施例中，数据处理模块还包括城乡建设大屏，其用于获取城乡建筑全局展示模块对应的各个建筑阶段对应的碳排放指标，还用于获取大型公共建筑监测模块对应的大型公共建筑碳排放量以进行图像显示。

城乡建设大屏用于展示城乡建筑领域碳排放总量、碳排放强度核心指标；展示城乡建筑领域在建工地碳排指标，展示大型公共建筑碳排指标、显示绿色建筑、节能建筑发展趋势，展示建筑领域达峰预测趋势。

数据处理模块中的各个模块可以对接于建筑建设的各个建筑阶段，对各个阶段的碳排放数据进行监测、分析和优化，实现对全生命周期碳足迹的监控。

如图1和图2所示，在另一些实施例中，还包括碳足迹溯源模块，其用于在建筑计算模块对应的碳足印到达各个建筑阶段时加盖相应的时间戳，并将各个建筑阶段对应的碳足印对应的分析结果进行上链以得到若干阶段区块，每个建筑阶段对应于一个阶段区块，每个阶段区块皆指向上一阶段区块，通过将一个建筑计算模型对应的所有建筑阶段的阶段区块进行全区块链全局广播以获得可信碳足迹链。

各个建筑阶段的顺序是：建材生产及运输、建造、拆除、运行、废弃物处置。在每个阶段开始时便打入时间戳，并将各个阶段对应的碳足迹中的能耗、碳排放量等数据进行上链，而每个阶段区块皆指向上一阶段区块表征为每个阶段区块都包含上一个阶段区块的hash。将各个建筑阶段对应的阶段区块进行全局同步广播，就可以得到一个可信碳足迹链，也称之为可信绿建链。

通过建立“可信绿建链”，即实现覆盖建筑物全生命周期的碳足迹溯源，包括建材生产及运输、建造、拆除、运行及废弃物处置等一系列过程。并以直观易懂的可视化方式展示上述生命周期内建筑物的碳排情况及碳足迹信息，以建材生产为例，可以通过碳足迹溯源技术比较不同生产厂家在一个建筑周期内的碳排放差额，如此在选择生产厂家的时候，除了考虑价格、质量等因素基础下，同时也需要综合考虑碳排放情况，通过区块链技术上链存证，以保证核算结果公开透明且过程可追溯验证。

通过“可信绿建链”系统，建筑物的碳足迹全程上链、可信可溯，各个阶段的碳排放量一目了然。在此过程中，系统能够高效实现实时反馈，协调统一上下游企业认知，共同推进全产业链节能降碳。

在另一些实施例中，还包括数据治理模块，数据治理模块用于对外部获取的任意数据的数据特性进行分析，并根据分析结果进行相应的管理处理，管理处理的方式包括元数据管理、数据质量管理、数据标准管理、数据修正管理。

元数据管理是为了使元数据驱动智能化，在源头对每个元数据进行了规范定义，尽可能实现数据的原子化和结构化，并将其全部存储在元数据中心，从而实现从人工处理信息到自动化的过程，实现智能化。

数据质量管理包括数据标准化、数据质量检测、数据关联等，生成符合系统数据标准要求的信息数据，将单个数据扩展成业务信息资源，提高数据质量。

数据标准管理汇聚整理了数据资源管理所需的标准规范信息，包括国家标准、地方标准、规范性文件、行业标准以及相关行业有关标准，建立数据标准数据库，利用数据标准管理系统的接口同步更新标准信息。

数据修正管理是系统针对各政府部门、各平台对接的多源数据，在区域层面进行数据校验监测，避免各数据出现异常。根据设置的检验规则，系统自动筛选出存在问题的数据，便于有针对性的进行数据修正。

数据治理模块还包括用于对数据进行清理的数据清洗管理、以及用于对数据安全进行规定、监测的数据安全管理。

数据治理模块属于数据资源体系。

进一步的，低碳建筑的全生命周期监控系统对应的数据服务框架中还包括数据授权管理、数据实时订阅、数据共享服务、智能化建模、数据决策分析。

基础设施中包括区块链、基础网络、存储服务、数据库服务、安全服务等。基础设施主要用于对整个系统提供基础功能框架搭设，整个系统以各个基础设施作为基础实现相应的功能。

如图3所示，全生命周期监控系统在不同的建筑阶段对应有具体的监控功能，具体的：

在设计阶段，其实现与BIM模型的接口对接功能、数据提取功能，根据初步核算结果，实时呈现不同结构设计对于总体碳足迹的影响，便于优化设计参数、改进设计模型。

在建材生产及运输阶段和建造阶段，动态获取活动水平数据，结合BIM模型所提供的结构参数，精准计算、展示和分析全流程的碳足迹数据，并结合“可信绿建链”，将关键活动水平和数据进行上链，形成具备法律效力的公证书，确保数据的全程可溯源和不可篡改性。

在运行阶段、拆除阶段和废弃物处置阶段，通过BIM模型中房间、构件等运维阶段模型，再结合实际用能数据作为参考，采集活动水平数据，评估减排效果，分析其中主要影响因素，提供有针对性的超标预警、诊断分析和节能建议。

本申请还公开了一种低碳建筑的全生命周期监控方法，基于上述的低碳建筑的全生命周期监控系统实施。

本申请实施例的实施原理为：

通过BIM建模建立六种建筑模型，首先，通过相应的计算方案，对所有的材料、运输等全生命周期范围内的碳排放量进行模拟和计算，并结合BIM技术使得计算更准确；同时，对各个建筑阶段过程中的碳排放量进行信息收集、汇总；最后，结合不同建筑阶段、不同建筑模型种类的碳排放，汇总成建筑全生命周期的碳排放量，建立碳足迹信息库，对碳排放量进行全局分阶段的分析、预测，实现整体的碳足迹监控过程。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低碳建筑的全生命周期监控系统，其特征在于，包括：

模型对接模块，用于获取建筑计算模型，并判断所述建筑计算模型的模型种类，并基于所述模型种类对应的计算方案采集、计算所述建筑计算模型的碳排放数据，所述模型种类包括：改-模型、拆-模型、留+改-模型、留+拆-模型、拆+改-模型、留+改+拆-模型；

碳整合仓，用于判断所述建筑计算模型当前处于的建筑阶段，所述建筑阶段包括：设计、建材生产及运输、建造、拆除、运行和废弃物处置，其还用于将所述建筑阶段、模型种类和对应的碳排放数据进行整合以得到碳足印；

碳数据仓，存储有若干数据库，其用于获取碳足印并将碳足印中的各项数据进行拆分并存储相应的数据库，还用于根据所述碳足印匹配相应的模型算法；

数据处理模块，用于获取相应的模型算法，并根据所述模型算法结合相应的碳足印以进行数据分析和预测，以得到分析结果和预测结果，根据所述分析结果实现数据监控，根据所述分析结果和所述预测结果生成相应的整治方案。

2.根据权利要求1所述的低碳建筑的全生命周期监控系统，其特征在于，所述建筑计算模型为BIM模型。

3.根据权利要求2所述的低碳建筑的全生命周期监控系统，其特征在于，所述碳数据仓包括：

基础数据库，用于获取所述碳足印中的建筑能耗数据、经济发展数据、电力数据、各个建筑阶段所对应的碳排放数据；

主题数据库，其还包括碳排放库、碳减排库、碳足迹库，所述主题数据库在所述基础数据库内的数据存储量达到预设值后启动，用于对所述基础数据库内的数据进行数据挖掘、清洗及分析；

模型数据库，其还包括模型定义子库、模型参数子库、模型公式子库，所述模型定义子库用于对模型种类、含义进行存储，所述模型参数字库用于存储所述碳足印中的排放因子参数、减排因子参数、情景参数，所述模型公式字库用于存储模型计算指标、模型计算公式、模型计算结果，所述模型数据库用于匹配与所述碳足印相匹配的模型算法，还用于在得到模型计算结果后，将所述模型计算结果进行数据清洗和数据转换以存入所述主题数据库，所述模型计算结果包含于所述分析结果内。

4.根据权利要求1所述的低碳建筑的全生命周期监控系统，其特征在于，所述数据处理模块包括城乡建筑全局展示模块，其用于获取所述建筑计算模型所对应的模型种类信息，并基于所述模型种类信息结合所述碳排放数据计算各个建筑阶段对应的碳排放指标，所述碳排放指标至少包括碳排放排名、碳排放走势、碳减排分析结果，其中，所述碳排放排名属于所述分析结果，所述碳排放走势、碳减排分析结果属于所述预测结果。

5.根据权利要求4所述的低碳建筑的全生命周期监控系统，其特征在于，所述数据处理模块包括大型公共建筑监测模块，其用于判断所述建筑计算模型的建筑类型信息是否属于预设的建筑种类，所述预设的建筑种类包括：大型建筑、公共建筑、公共大型建筑，并对属于预设的建筑种类的建筑计算模块所对应的大型公共建筑碳排放量数据进行监测计算，计算过程为：大型公共建筑碳排放量=建筑计算模型各部分的碳排放量-建筑计算模型各部分的碳固定量；

还用于根据计算出的所述大型公共建筑碳排放量生成大型公共建筑历史分析数据、大型公共建筑能耗分析报告，其中，所述大型公共建筑历史分析数据属于分析结果，所述大型公共建筑能耗分析报告属于分析结果和预测结果。

6.根据权利要求1所述的低碳建筑的全生命周期监控系统，其特征在于，所述数据处理模块包括建筑用能负荷预测模块，其用于建立建筑用能模型，并结合预存的历史用能监测数据生成不同的用能负荷预测曲线，通过所述用能负荷预测曲线预测建筑负荷变化情况，还用于根据所述用能负荷预测曲线与所述建筑计算模型当前的实时用能负荷曲线进行比对，以获得用能细节信息和优化建议，其中，所述用能细节信息和优化建议属于分析结果，所述建筑负荷变化情况属于预测结果。

7.根据权利要求5所述的低碳建筑的全生命周期监控系统，其特征在于，所述数据处理模块还包括城乡建筑大屏，其用于获取所述城乡建筑全局展示模块对应的各个建筑阶段对应的碳排放指标，还用于获取所述大型公共建筑监测模块对应的大型公共建筑碳排放量以进行图像显示。

8.根据权利要求1所述的低碳建筑的全生命周期监控系统，其特征在于，还包括碳足迹溯源模块，其用于在所述建筑计算模型对应的碳足印到达各个建筑阶段时加盖相应的时间戳，并将各个建筑阶段对应的碳足印对应的分析结果进行上链以获得若干阶段区块，每个所述建筑阶段对应于一个阶段区块，每个阶段区块皆指向上一阶段区块，通过将一个所述建筑计算模型对应的所有建筑阶段的阶段区块进行全区块链全局广播以获得可信碳足迹链。

9.根据权利要求1所述的低碳建筑的全生命周期监控系统，其特征在于，还包括数据治理模块，所述数据治理模块用于对外部获取的任意数据的数据特性进行分析，并根据分析结果进行相应的管理处理，所述管理处理的方式包括元数据管理、数据质量管理、数据标准管理、数据修正管理。

10.一种低碳建筑的全生命周期监控方法，其特征在于，基于上述权利要求1-9中的任意一项权利要求所述的低碳建筑的全生命周期监控系统实施。