一种实现零碳建筑的方法

技术领域

本发明属于零碳建筑技术领域，具体涉及一种实现零碳建筑的方法。

背景技术

建筑过程消耗了世界经济40％的资源，并产生了40％～50％的温室气体。大量的二氧化碳在材料制造、运输和施工阶段被排放出来，其中施工阶段的碳排放量占到建筑寿命周期的20％-50％，其每年每平方米的碳排放密度更是超过了运营与维护阶段。因此，计算和预测施工过程碳排放是建筑业去碳的一个重要手段，为制定相应减碳措施提供了重要参考，以助力建筑业在2050年前实现净零碳排放。

目前，在建筑施工过程中，普遍是通过在施工现场安装碳排放采集装置对施工现场产生的碳排放进行采集后，再进行减排措施，而通过采集碳排放会造成现场采集点的布置范围广、需要的采集设备多，且采集信息不能完全体现出碳排放量。

因此需要提出一种实现零碳建筑的方法，以解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种实现零碳建筑的方法，用于解决现有技术中通过在施工现场安装碳排放采集装置后进行减排措施造成的资源浪费问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种实现零碳建筑的方法，包括：S1，建筑设计阶段：收集碳排放源清单，基于寿命周期评估与建筑信息模型，建立施工现场碳排放量C的预设算法；

S2，建筑施工阶段和维护阶段：建立碳排放处理系统，将所述预设算法作为系统评估算法，设置碳中和装置启动值，根据预算得到的碳排放量C超出启动值时启动碳中和装置实现减排。

进一步，所述预设算法为：

式中，M

进一步，所述碳排放处理系统包括：

数据输入模块，用于输入施工阶段的碳排放源参数至计算机；

数据处理模块，所述数据处理模块通过数据传输模块与所述数据输入模块连接，用于接收来自数据传输模块的数据并处理；

碳中和装置，所述碳中和装置与所述数据处理模块连接，所述碳中和装置包括：箱体，所述箱体依次连通设置有进气口、吸收室、出气口，所述进气口处安装有吸气扇叶，所述吸气扇叶连接有驱动机构，所述驱动机构与所述数据处理模块连接，所述吸收室内装有二氧化碳吸收剂，所述吸气扇叶将外部气体吸入至吸收室对二氧化碳进行吸收，过滤后的气体通过出气口排出。

进一步，所述吸气扇叶的转动速率根据以下公式进行调节：

式中，p为吸气扇叶的吸气速率，C

进一步，所述进气口通过管道延伸至所述吸收室底部，所述吸收室内安装有螺旋板，进入吸收室内的气体能够沿所述螺旋板自下而上螺旋上升。

进一步，所述箱体上靠近所述出气口侧安装有检测机构，所述检测机构用于检测从出气口排出的气体的二氧化碳含量，所述检测机构与所述数据处理模块连接，所述检测机构连接有报警模块。

进一步，所述箱体上靠近进气口侧转动安装有过滤网，所述过滤网与所述吸气扇叶同轴连接。

本发明的有益效果在于：

本发明考虑了上游零碳建筑的设计理念，实现了施工阶段零碳建造，以及完成了下游零碳运营维护，实现了建筑寿命周期零碳建造。

本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明实施例的流程图；

图2为本发明实施例的碳中和装置的结构示意图。

附图中标记如下：1、箱体；2、进气口；3、吸收室；4、出气口；5、吸气扇叶；6、螺旋板；7、过滤网。

具体实施方式

如图1～2所示，本发明提供一种实现零碳建筑的方法，包括以下步骤：

S1，建筑设计阶段：收集碳排放源清单，基于寿命周期评估与建筑信息模型，建立施工现场碳排放量C的预设算法；

S2，建筑施工阶段和维护阶段：建立碳排放处理系统，将所述预设算法作为系统评估算法，设置碳中和装置启动值，根据预算得到的碳排放量C超出启动值时启动碳中和装置实现减排。

上述技术方案的工作原理：在建筑设计阶段，收集碳排放源清单，碳排放源清单包括：建筑材料的生产和运输、建筑施工机械的耗能、施工人员的碳排放、建筑垃圾产生的碳排放；根据碳排放源清单建立碳排放量的预设算法；在建筑施工阶段，建立碳排放处理系统，根据施工组织计划，将每日施工组织中产生的碳排放源输入至碳排放处理系统，根据系统评估处理启动碳中和装置对排放的二氧化碳进行吸收；在建筑维护阶段，碳排放源主要为施工人员的能源用量，根据预设算法排除建筑材料的生产和运输、建筑施工机械的耗能、建筑垃圾产生的碳排放后，根据施工人员的能源用量的产生来启动碳中和装置进行减排。

上述技术方案的有益效果：通过上述方法的设计，考虑了上游零碳建筑的设计理念，实现了施工阶段零碳建造，以及完成了下游零碳运营维护，实现了建筑寿命周期零碳建造；且无需通过对施工现场的碳排放进行采集，直接从源头进行判断碳排放量，节约了资源，保证了碳排放量收集的精准性。

在本发明的一个实施例中，所述预设算法为：

式中，M

上述技术方案的工作原理：根据上述算法，该预设算法考虑了建筑材料的生产和运输、建筑施工机械的耗能、施工人员的碳排放、建筑垃圾产生的碳排放，在施工组织中，将碳排放源参数输入至碳排放处理系统，通过系统评估计算得出的碳排放量C的值超过预设值时，启动碳中和装置进行减排。

上述技术方案的有益效果：通过该预设算法，从源头上考虑了碳排放量随时间的变化，无需通过在施工阶段现场安装布置碳排放采集装置对碳排放量进行收集，节约了成本；且避免了采集装置采集的碳排放量不完全造成的减排效果差的问题。

在本发明的一个实施例中，所述碳排放处理系统包括：

数据输入模块，用于输入施工阶段的碳排放源参数至计算机；

数据处理模块，所述数据处理模块通过数据传输模块与所述数据输入模块连接，用于接收来自数据传输模块的数据并处理；

碳中和装置，所述碳中和装置与所述数据处理模块连接，所述碳中和装置包括：箱体1，所述箱体1依次连通设置有进气口2、吸收室3、出气口4，所述进气口2处安装有吸气扇叶5，所述吸气扇叶5连接有驱动机构，所述驱动机构与所述数据处理模块连接，所述吸收室3内装有二氧化碳吸收剂，所述吸气扇叶5将外部气体吸入至吸收室3对二氧化碳进行吸收，过滤后的气体通过出气口4排出。

上述技术方案的工作原理：将预设算法作为系统评估算法，在施工组织中，将碳排放源参数通过数据输入模块输入至计算机中，并通过数据传输模块传输给数据处理模块，数据处理模块根据预设算法计算得出碳排放量C的值，若超出预设值，数据处理模块启动碳中和装置进行减排，启动碳中和装置时，通过数据处理模块启动驱动机构，所述驱动机构为电机，从而带动吸气扇叶5转动吸收来自外部的气体，气体进入吸收室3后，与二氧化碳吸收剂反应，二氧化碳吸收剂对气体中的二氧化碳吸收后从出气口4排出。

上述技术方案的有益效果：通过数据处理模块及预设算法得到的碳排放量C值作为驱动机构的启动值，在保证零碳施工过程中降低了碳中和装置的能源消耗，进一步降低了碳排放。

在本发明的一个实施例中，所述吸气扇叶5的转动速率根据以下公式进行调节：

式中，p为吸气扇叶的吸气速率，C

上述技术方案的工作原理和有益效果：通过上述公式，实现了根据实际碳排放量对吸气扇叶5的吸气速率进行调节，保证了在碳中和装置的能耗最低的情况下，达到最佳的碳中和效果。

在本发明的一个实施例中，所述进气口2通过管道延伸至所述吸收室3底部，所述吸收室3内安装有螺旋板6，进入吸收室3内的气体能够沿所述螺旋板6自下而上螺旋上升。

上述技术方案的工作原理：外部气体通过管道进入至吸收室3被二氧化碳吸收剂吸收，二氧化碳吸收剂盖过螺旋板6设置，气体进入吸收室3后经过螺旋板6螺旋上升从出气口4排出。

上述技术方案的有益效果：通过设置螺旋板6，增加了气体流动的行程，保证了二氧化碳吸收剂充分吸收外部气体的二氧化碳；且能够减小碳中和装置的尺寸。

在本发明的一个实施例中，所述箱体1上靠近所述出气口4侧安装有检测机构，所述检测机构用于检测从出气口4排出的气体的二氧化碳含量，所述检测机构与所述数据处理模块连接，所述检测机构连接有报警模块。

上述技术方案的工作原理：从出气口4排出的气体经检测机构检测后，将检测信号传输数据处理模块，若二氧化碳含量超过预设值，数据处理模块将信号传输给报警模块进行报警，提示对吸收室3内的二氧化碳吸收剂进行更换。

上述技术方案的有益效果：通过设置检测机构和报警模块，便于施工人员及时更换吸收室3内的二氧化碳吸收剂，以保证对二氧化碳的吸收，避免吸收不完全造成减排效果差的问题。

在本发明的一个实施例中，所述箱体1上靠近进气口2侧转动安装有过滤网7，所述过滤网7与所述吸气扇叶5同轴连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果：通过设置过滤网7，避免外部建筑垃圾进入箱体1内；且过滤网7与吸气扇叶5同轴连接，吸气扇叶5转动时嗲懂过滤网7转动，将落在过滤网7上的建筑垃圾通过离心力的作用从过滤网7上滑落，避免对过滤网7造成堵塞，防止气体进入箱体1不流畅。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。