CN114048955A - 一种建筑碳排放监管*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑碳排放监管***，包括数据获取模块，用于获取某一区域的建筑场所的基本数据及实时碳排放数据；能耗数据获取模块，用于对所述区域内的所有建筑场所的能耗监测数据；碳排放数据分析模块，用于根据建筑场所的基本数据、实时碳排放数据及能耗监测数据，对区域内建筑场所的碳排放总量进行汇总，对碳排放类型进行分析，根据历史碳排放数据及碳达峰要求，模拟不同情景下的碳排放趋势；碳排放调整方案生成模块，用于根据碳排放趋势、碳达峰所要求的目标碳排放量，生成碳排放量调整方案。本发明对区域内建筑场所的碳排放总量进行分类汇总后分析；模拟出不同情景下，建筑场所的碳排放趋势；提出碳减排方案，提高政府的管理效率。
Description
技术领域
本发明涉及碳排放监管技术领域，尤其涉及一种建筑碳排放监管***。
背景技术
碳排放量是指在生产、运输、使用及回收该产品时所产生的平均温室气体排放量。而动态的碳排放量，则是指每单位货品累积排放的温室气体量，同一产品的各个批次之间会有不同的动态碳排放量。
现有技术中的碳排放和新能源消纳监测技术，仅仅是对所采集的数据进行简单数据展示，并未对数据进行集中整理分析，无法对建筑碳排放数据进行管控，导致碳排放监测技术效果差。
因此现有技术还有待于进一步发展。
发明内容
针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种建筑碳排放监管***，能够解决现有技术中建筑碳排放监管只是数据展示，监测技术效果差的技术问题。
本发明实施例的第一方面提供一种建筑碳排放监管***，包括：
数据获取模块，用于获取某一区域的建筑场所的基本数据及实时碳排放数据；
能耗数据获取模块，用于对所述区域内的所有建筑场所的能耗监测数据；
碳排放数据分析模块，用于根据建筑场所的基本数据、实时碳排放数据及能耗监测数据，对区域内建筑场所的碳排放总量进行汇总，对碳排放类型进行分析，根据历史碳排放数据及碳达峰要求，模拟不同情景下的碳排放趋势；
碳排放调整方案生成模块，用于根据碳排放趋势、碳达峰所要求的目标碳排放量，生成碳排放量调整方案。
可选地，数据获取模块包括基本数据获取单元，
所述基本数据获取单元用于获取某一区域的建筑场所的点位基本数据，所述点位基本数据包括点位名称、点位地址、建筑类型、建筑面积、建筑高度、建筑设计寿命、联系人及联系方式。
可选地，数据获取模块包括碳排放数据获取单元，
所述碳排放数据获取单元用于获取某一区域的建筑场所的实时碳排放数据，实时碳排放数据包括温室气体排放量，温室气体排放量包括二氧化碳排放量、甲烷排放量、氧化亚氮排放量、氢氟化合物排放量、全氟碳化合物排放量和六氟化硫排放量。
可选地，所述能耗数据获取模块具体用于获取所述区域内的所有建筑的用电量、用水量和用气量。
可选地，所述碳排放数据分析模块包括碳排放总量汇总单元，
所述碳排放总量汇总单元用于获取区域内建筑场所在改建阶段、运营阶段、建造阶段和拆除阶段的碳排放量，生成碳排放总量的汇总信息。
可选地，所述碳排放数据分析模块包括碳排放总量汇总单元，
所述碳排放总量汇总单元用于获取区域内建筑场所在改建阶段、运营阶段、建造阶段和拆除阶段的碳排放量，生成碳排放总量的汇总信息。
可选地，所述碳排放数据分析模块包括碳排放总量汇总单元，
所述碳排放总量汇总单元用于获取区域内建筑场所在改建阶段、运营阶段、建造阶段和拆除阶段的碳排放量，生成碳排放总量的汇总信息。
可选地，所述能耗数据获取模块还包括：
能耗核算单元，用于对区域内所有建筑场所的能耗进行实时核算；
能耗特征分析单元，用于对区域内的所有建筑场所的能耗结构特征进行分析；
能耗监测单元，用于对建筑场所的各个点位的能耗监测数据进行监测。
可选地，所述能耗核算单元具体用于对实时累计用水、用电、用气量统计；分析每个月能耗走势；分析当日、当月、当年的综合能耗及能耗成本；分析不同建筑类型的能耗使用分布情况及综合能耗；分析各个区域累计能耗的使用情况，获取重点设备的能耗情况。
可选地，所述建筑排放达峰分析模型采用LEAP分析预测模型。
本发明实施例提供的技术方案中，***包括数据获取模块，于获取某一区域的建筑场所的基本数据及实时碳排放数据；能耗数据获取模块，用于对所述区域内的所有建筑场所的能耗监测数据；碳排放数据分析模块，用于根据建筑场所的基本数据、实时碳排放数据及能耗监测数据，对区域内建筑场所的碳排放总量进行汇总，对碳排放类型进行分析，根据历史碳排放数据及碳达峰要求，模拟不同情景下的碳排放趋势；碳排放调整方案生成模块，用于根据碳排放趋势、碳达峰所要求的目标碳排放量，生成碳排放量调整方案。本发明实施例通过整合建筑场所基本数据、温室气体综合性数据、能耗监测数据等，对区域内建筑场所(包括拆除中、建造中、运营中、改造中)的碳排放总量进行分类汇总，对“温室气体组成”、“年度计划/实际碳排放对比”、“碳排放趋势”、“能源消费结构”等进行分析；同时结合历史碳排放数据及碳达峰要求，模拟不同情景下，建筑场所的碳排放趋势；最后，***会形成建筑场所的碳排放档案，根据各个场所碳排放特性，有针对性地提出碳减排方案，提高政府的管理效率，为政府/企业提供决策建议。
附图说明
图1为本发明实施例中一种建筑碳排放监管***的一实施例的模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图对本发明实施例进行详细的描述。
请参阅图1，图1为本发明实施例中一种建筑碳排放监管***的一个实施例的模块示意图。如图1所示，***1包括：
数据获取模块100，用于获取某一区域的建筑场所的基本数据及实时碳排放数据；
能耗数据获取模块200，用于对所述区域内的所有建筑场所的能耗监测数据；
碳排放数据分析模块300，用于根据建筑场所的基本数据、实时碳排放数据及能耗监测数据，对区域内建筑场所的碳排放总量进行汇总，对碳排放类型进行分析，根据历史碳排放数据及碳达峰要求，模拟不同情景下的碳排放趋势；
碳排放调整方案生成模块400，用于根据碳排放趋势、碳达峰所要求的目标碳排放量，生成碳排放量调整方案。
具体实施时，建筑碳排放监管***通过整合建筑场所基本数据、温室气体综合性数据、能耗监测数据等，对区域内建筑场所(包括拆除中、建造中、运营中、改造中)的碳排放总量进行分类汇总，对“温室气体组成”、“年度计划/实际碳排放对比”、“碳排放趋势”、“能源消费结构”等进行分析；同时结合历史碳排放数据及碳达峰要求，模拟不同情景下，建筑场所的碳排放趋势；最后，***会形成建筑场所的碳排放档案，根据各个场所碳排放特性，有针对性地提出碳减排方案，提高政府的管理效率，为政府/企业提供决策建议。
其中碳排放数据分析模块还用于对辖区内所有建筑相关点位的碳排放情况进行分析，分析内容包括：
碳排放总量排名：对所有碳排放相关单位的碳排量进行由高至低的排名，重点关注碳排放大户；
碳排放总量分布：分析各个区域的碳排放总量分布情况；
碳排放类型占比：不同季度，各种类型建筑的碳排放量分布，了解碳排放的时间特性。
进一步地，碳排放调整方案生成模块根据监测数据实时掌握计划排量与实际排量的差距，及时进行碳排量的调整。
进一步地，数据获取模块包括基本数据获取单元，
所述基本数据获取单元用于获取某一区域的建筑场所的点位基本数据，所述点位基本数据包括点位名称、点位地址、建筑类型、建筑面积、建筑高度、建筑设计寿命、联系人及联系方式。
具体地，建筑场所点位基本数据：点位名称、点位地址、建筑类型、建筑面积、建筑高度、建筑设计寿命、联系人、联系方式等。该模块对区域内所有建筑单位(包含小区、建筑工地、写字楼等)碳排放实时情况进行信息化管理。管理内容主要包括：实时监测数据(温室六气体)、温室气体的主要组成、CO2排放趋势、碳排放量及能耗统计、CO2年度排放总量统计等。同时，***会对每个监测点位的数据进行分类管理，建立“一点一档”、“一点一策”：
一点一档：对每个监测点位的所有信息进行管理，包括基本信息、数据管理、碳排放管理、事件管理等；
一点一策：跟进点位碳排放情况，提出点位能满足碳达峰要求的碳排放建议。
进一步地，数据获取模块包括碳排放数据获取单元，
所述碳排放数据获取单元用于获取某一区域的建筑场所的实时碳排放数据，实时碳排放数据包括温室气体排放量，温室气体排放量包括二氧化碳排放量、甲烷排放量、氧化亚氮排放量、氢氟化合物排放量、全氟碳化合物排放量和六氟化硫排放量。
具体实施时，温室气体综合性数据：二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟化合物、全氟碳化合物、六氟化硫。
进一步地，能耗数据获取模块具体用于获取所述区域内的所有建筑的用电量、用水量和用气量。
具体实施时，能耗数据获取模块主要是获取对区域内所有建筑相关能耗进行实时核算，核算内容包括区域内的所有建筑的用电量、用水量和用气量。
进一步地，碳排放数据分析模块包括碳排放总量汇总单元，
所述碳排放总量汇总单元用于获取区域内建筑场所在改建阶段、运营阶段、建造阶段和拆除阶段的碳排放量，生成碳排放总量的汇总信息。
具体实施时，碳排放总量分析方法：
运行阶段的计算公式如下：
其中
CM是建筑运行阶段单位建筑面积碳排放量(kgCO2/m2)；Ei是建筑第i类能源年消耗量(单位/a),EFi是第i类能源的碳排放因子，可根据现有的标准进行取值；Ei,j是j类***的第i类能源消耗量(单位/a)；ERi,j是j类***消耗由可再生能源***提供的第i类能源量(单位/a)，i是建筑消耗终端能源类型，包括电力、燃气、石油，市政热力等；j是建筑用能***类型，包括供暖空调、照明、生活热水***等；Cp是建筑绿地碳汇***年减碳量(kgCO2/a)；y是建筑设计寿命(a)；A是建筑面积(m2)。
建筑建造阶段的碳排放量计算公式如下：
公式中CJZ是建筑建造阶段单位建筑面积的碳排放量(kgCO2/m2)；Ejz,i是建筑建造阶段第i类能源总用量(kWh或kg)；EFi是是第i类能源的碳排放因子(kgCO2/kWh或kgCO2/kg)，可根据现有标准进行取值，A是建筑面积(m2)。
建筑拆除阶段的碳排放量计算公式如下：
公式中CCC是建筑拆除阶段单位建筑面积的碳排放量(kgCO2/m2)；ECC,i是建筑拆除阶段第i类能源总用量(kWh或kg)；EFi是是第i类能源的碳排放因子(kgCO2/kWh，可根据现有标准进行取值，A是建筑面积(m2)。
可选地，碳排放数据分析模块还包括碳排放趋势单元，
所述碳排放趋势单元用于根据区域内建筑的能耗监测数据、获取建筑行业的碳达峰数据，根据能耗监测数据和碳达峰数据构建建筑排放达峰分析模型，根据建筑排放达峰分析模型进行不同场景下的碳排放趋势模拟。
具体的，建筑排放达峰分析模型采用LEAP分析预测模型。
根据辖区内建筑用能特点，从直接碳排放的角度，针对性地收集建筑行业低碳达峰相关数据，并进行整理和分析，构建建筑碳排放达峰LEAP分析模型，预测未来辖区内建筑碳排放趋势。通过设置不同技术及低碳政策导向情景进行预测分析，并有针对性提出碳排放减排建议。
情景分析法(Scenario Analysis)，又名脚本法或者前景描述法，是假定某种现象或某种趋势将持续到未来的前提下，对预测对象可能出现的情况或引起的后果作出预测的方法。简单来说，就是通过对整个环境的研究，区分出影响研究主体或主体发展的各外部因素，根据各外部因素可能发生的多种变化方案进行情景分析及预测。
LEAP是一个基于情景分析的能源-环境模型工具，它可以用来进行能源的需求分析、环境影响分析和成本效益分析，同时它也可以用来开发地方的、国家的和地区的能源战略、进行温室气体减排评估和进行可持续能源分析。
LEAP模型计算方法：LEAP模型采用的是自下而上的计算方法，使用者只需要建立合理的数据结构，输入相应的数据，模型就会用自带的计算工具计算出结果。LEAP模型具体如下：
式中，S为建筑类型，本专利研究建筑类型分别拆除中、建造中、改建中、运营中；A为建筑建造年代和改造情况；i为用能类型，如采暖、制冷、生活热水、照明等；δ为技术在用能类型中的渗透率；j为用能类型中的技术设备；α为技术设备在用能类型中的占比；ε为技术使用的一次能源转换系数；Q为能源消耗；μ为效率。
Pe＝Ee(∑i，jWi，jPi，j) (公式5)
式中，Pe为总电力碳排放量；Ee为总耗电量；W为电力来源组成；i为各种电力来源占比，分为本市火力发电占比、外调电占比、可再生能源发电占比；j为各电力来源碳排放因子，包括本市火力发电碳排放因子、外调电碳排放因子、可再生能源发电碳排放因子。
Pf＝(∑iEiPi) (公式6)
式中，Pf为分散式能源总碳排放量；i为各种分散燃料的碳排放因子，如天然气、液化石油气、散煤。各类能源消耗的总碳排放量P为
P＝Pe+Pf (公式7)
可选地，碳排放调整模块具体用于获取区域内实时碳排放监测数据，结合建筑类型及建筑特点，对区域内碳排放量进行预测，判断预测的碳排放量其是否满足碳排放达峰要求，若预测排放量难以满足碳达峰要求，则模拟得出达峰情况下目标碳排放量，生成调整方案，所述目标碳排放量包括温室气体排放量及能源使用量。
具体的，模拟不同情景下，要达到碳中目标，建筑碳排放总量/强度的变化趋势，目的是指导区域根据不同情景的排放量，结合实际排放量，及时进行碳排放总量的调整。
根据收集到的辖区内建筑域基础数据，构建建筑领域碳排放达峰LEAP分析预测模型。从辖区内建筑领域实际目标出发，设置不同的政策与技术导向情景，以估算2022年到2050年间逐年的建筑领域用能需求与碳排放情况，从而估算碳排放达峰年与达峰峰值，并通过碳排放达峰路径对分析进行政策的优化选择，提出对辖区内建筑领域的低碳发展方案和对策措施。
碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内，直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。该目标值和碳排放量及碳吸收量有关，不是一个恒定的数值。
基准情景：在不再附加任何针对性政策的情况下，在照常经济社会发展趋势下所排放的温室气体。
一般低碳情景：通过实施针对性政策，使得未来的温室气体排放量能够相对基准情景有所下降。即新建建筑实行绿色建筑标准，既有建筑实行一般改造。
绿色建筑评价标准：
绿色建筑：在全寿命期内，节约资源、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用、高效的使用空间，最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑。
绿色建筑评价指标体系由安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约、环境宜居5类指标组成，且每类指标均包括控制项和评分项；评价指标体系还统一设置加分项。控制项的评定结果应为达标或不达标；评分项和加分项的评定结果应为分值。绿色建筑评价的分值设定符合下表：
表1
绿色建筑的一般改造的内容也是依据评价指标决定，根据不同评价指标的要求，进行改造。绿色建筑划分为基本级、一星级、二星级、三星级4个等级。当满足全部控制项要求时，绿色建筑等级为基本级；一星级、二星级、三星级3个等级的绿色建筑均应满足本标准全部控制项的要求，且每类指标的评分项得分不应小于其评分项满分值的30％；当总得分分别达到60、70、85分且满足预先设定的建筑要求时，绿色建筑等级分别为一星级、二星级、三星级。一星级要求：围护结构提高5％，或负荷降低5％，且传热系数降低比例为5％，节水器用水效率等级为3级，室内主要空气污染物浓度降低比例10％，且外窗气密性能符合国家相关节设计标准的规定，且外窗洞口与外窗本体的结合部位应严密。二星级要求：围护结构提高10％，或负荷降低10％，且传热系数降低比例为10％，节水器用水效率等级为2级，室外与卧室之间、分户端(楼板)两侧之间的空气声隔声性能以及卧室楼板的撞击声隔声性能达到低限标准限值和高要求标准限值的平均值，室内主要空气污染物浓度降低比例20％，且外窗气密性能符合国家相关节设计标准的规定，且外窗洞口与外窗本体的结合部位应严密；三星级要求：围护结构提高20％，或负荷降低15％，且传热系数降低比例为20％，节水器用水效率等级为2级，室外与卧室之间、分户端(楼板)两侧之间的空气声隔声性能以及卧室楼板的撞击声隔声性能达到高要求标准限值，室内主要空气污染物浓度降低比例20％，且外窗气密性能符合国家相关节设计标准的规定，且外窗洞口与外窗本体的结合部位应严密。
达峰情景：在强化低碳情景基础上，增加现有建筑深度改造比例，提高高效能技术占比，即新建建筑实行绿色建筑标准，既有建筑实行深度改造。
达峰情景下的深度改造：
居住建筑达到新建居住建筑75标准以上，公共建筑节能率不低于40％。具体内容参考《居住建筑节能设计标准》(节能75％)。
可选地，能耗数据获取模块还包括：
能耗核算单元，用于对区域内所有建筑场所的能耗进行实时核算；
能耗特征分析单元，用于对区域内的所有建筑场所的能耗结构特征进行分析；
能耗监测单元，用于对建筑场所的各个点位的能耗监测数据进行监测。
具体的，能耗核算单元用于对区域内所有建筑相关能耗进行实时核算；
能耗特征分析单元用于分析区域内能耗结构特征，用户可以查看一定时间内能耗跟随时间的变化特征：能耗分布图：随时间变化，能耗的变化情况；
能耗评价：根据能耗使用情况(能源结构、能耗量)，对每个点位进行打分评级，支持各个单位使用清洁能源；
能耗监测单元用于了解各个点位及区域的能耗监测情况，监测内容主要包括：
重点用能单位：分析重点单位的能耗使用情况；
能耗折算：区域累计能耗折算成CO2、标煤的数量；
能耗监测：查看各个点位的历史能耗数据，可查看累计用能、吨标煤能耗、用能趋势。
可选地，能耗核算单元具体用于对实时累计用水、用电、用气量统计；分析每个月能耗走势；分析当日、当月、当年的综合能耗及能耗成本；分析不同建筑类型的能耗使用分布情况及综合能耗；分析各个区域累计能耗的使用情况，获取重点设备的能耗情况。
具体的，能耗核算用于对区域内所有建筑相关能耗进行实时核算，核算内容包括：能耗概览：实时累计用水、用电、用气量统计；
能耗走势：分析每个月能耗走势；
能耗累计：分析当日、当月、当年的综合能耗及能耗成本；
分项能耗：分析不同建筑类型的能耗使用分布情况及综合能耗；
区域能耗：分析各个区域累计能耗的使用情况；
重点设备能耗：了解主要耗能设备，有针对性采取节能减排措施。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种建筑碳排放监管***，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取某一区域的建筑场所的基本数据及实时碳排放数据；
能耗数据获取模块，用于对所述区域内的所有建筑场所的能耗监测数据；
碳排放数据分析模块，用于根据建筑场所的基本数据、实时碳排放数据及能耗监测数据，对区域内建筑场所的碳排放总量进行汇总，对碳排放类型进行分析，根据历史碳排放数据及碳达峰要求，模拟不同情景下的碳排放趋势；
碳排放调整方案生成模块，用于根据碳排放趋势、碳达峰所要求的目标碳排放量，生成碳排放量调整方案。
2.根据权利要求1所述的建筑碳排放监管***，其特征在于，所述数据获取模块包括基本数据获取单元，
所述基本数据获取单元用于获取某一区域的建筑场所的点位基本数据，所述点位基本数据包括点位名称、点位地址、建筑类型、建筑面积、建筑高度、建筑设计寿命、联系人及联系方式。
3.根据权利要求2所述的建筑碳排放监管***，其特征在于，所述数据获取模块包括碳排放数据获取单元，
所述碳排放数据获取单元用于获取某一区域的建筑场所的实时碳排放数据，实时碳排放数据包括温室气体排放量，温室气体排放量包括二氧化碳排放量、甲烷排放量、氧化亚氮排放量、氢氟化合物排放量、全氟碳化合物排放量和六氟化硫排放量。
4.根据权利要求3所述的建筑碳排放监管***，其特征在于，所述能耗数据获取模块具体用于获取所述区域内的所有建筑的用电量、用水量和用气量。
5.根据权利要求4所述的建筑碳排放监管***，其特征在于，所述碳排放数据分析模块包括碳排放总量汇总单元，
所述碳排放总量汇总单元用于获取区域内建筑场所在改建阶段、运营阶段、建造阶段和拆除阶段的碳排放量，生成碳排放总量的汇总信息。
6.根据权利要求5所述的建筑碳排放监管***，其特征在于，所述碳排放数据分析模块还包括碳排放趋势单元，
所述碳排放趋势单元用于根据区域内建筑的能耗监测数据、获取建筑行业的碳达峰数据，根据能耗监测数据和碳达峰数据构建建筑排放达峰分析模型，根据建筑排放达峰分析模型进行不同场景下的碳排放趋势模拟。
7.根据权利要求6所述的建筑碳排放监管***，其特征在于，所述碳排放调整模块具体用于获取区域内实时碳排放监测数据，结合建筑类型及建筑特点，对区域内碳排放量进行预测，判断预测的碳排放量其是否满足碳排放达峰要求，若预测排放量难以满足碳达峰要求，则模拟得出达峰情况下目标碳排放量，生成调整方案，所述目标碳排放量包括温室气体排放量及能源使用量。
8.根据权利要求2所述的建筑碳排放监管***，其特征在于，所述能耗数据获取模块还包括：
能耗核算单元，用于对区域内所有建筑场所的能耗进行实时核算；
能耗特征分析单元，用于对区域内的所有建筑场所的能耗结构特征进行分析；
能耗监测单元，用于对建筑场所的各个点位的能耗监测数据进行监测。
9.根据权利要求8所述的建筑碳排放监管***，其特征在于，所述能耗核算单元具体用于对实时累计用水、用电、用气量统计；分析每个月能耗走势；分析当日、当月、当年的综合能耗及能耗成本；分析不同建筑类型的能耗使用分布情况及综合能耗；分析各个区域累计能耗的使用情况，获取重点设备的能耗情况。
10.根据权利要求6所述的建筑碳排放监管***，其特征在于，所述建筑排放达峰分析模型采用LEAP分析预测模型。
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