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一种老旧建筑构件验伤、拆除及其处理的减碳优化系统 

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申请/专利权人:南昌大学

摘要:本发明公开了一种老旧建筑构件验伤、拆除及其处理的减碳优化系统,包括:前期模块,输出建模的模型信息与构件信息至验伤模块;验伤模块,输入前期模块发送的模型信息与构件信息,对其中的模型信息用点云分割,进行损伤类别和损伤程度鉴定,将鉴定结果输出至拆除模块和处理模块;拆除模块,输入验伤模块发送的鉴定结果,制定不同拆除方案并用结构分析软件AutodeskRobot进行受力分析,根据分析结果进行拆除方案筛选,输出最优拆除方案;处理模块,输入验伤模块发送的鉴定结果,对构件根据处理方式进行二次分类,根据不同构件处理方式用对应公式分别计算其碳排放量并进行比较,输出减碳量。本发明使得建筑拆除方案与构件回收方案的制定更加便捷安全高效。

主权项:1.一种老旧建筑构件验伤、拆除及其处理的减碳优化系统,其特征在于,包括前期模块、验伤模块、拆除模块和处理模块;前期模块,输入收集到的建筑信息,输出建模的模型信息与构件信息至验伤模块;验伤模块,输入前期模块发送的模型信息与构件信息,对其中的模型信息用点云分割,进行损伤类别和损伤程度鉴定,将鉴定结果输出至拆除模块和处理模块;拆除模块,输入验伤模块发送的鉴定结果,制定不同拆除方案并用结构分析软件AutodeskRobot进行受力分析,根据分析结果进行拆除方案筛选,输出最优拆除方案;处理模块,输入验伤模块发送的鉴定结果,对构件根据处理方式进行二次分类,根据不同构件处理方式用对应公式分别计算其碳排放量并进行比较,输出减碳量;前期模块包括数据收集模块和建模分类模块;所述数据收集模块,通过无人机倾斜摄影获取目标建筑物的环境信息及遮挡情况,通过三维扫描仪对目标建筑物室内进行扫描,生成目标建筑物的基本信息,根据现有建筑结构特点,对建筑物进行原始点云数据采集;所述建模分类模块,根据原始点云数据,利用实景建模软件进行预处理;根据扫描点的数据信息逆向建立各个构件的BIM模型,编辑对应的BIM模型,并对构件种类归类;验伤模块包括分割模块和鉴定模块;所述分割模块,通过目标建筑物三维实景模型获取目标建筑单一构件的点云集合,利用LeicaCyclone3DR点云处理软件对构件的点云与网格BIM模型进行对比分析;调整误差范围,在网格上对照点云的坐标值通过颜色进行定位处理,分割平整与不平整区域;所述鉴定模块,对获取的点云数据进行点云图像增强,生成带数据标记的数据集;采用卷积神经网络CNN对点云图像进行进一步分类,采用已知损伤类型的点云图像作为网络模型训练数据集,分别对不同损伤类型区域进行标记;利用LeicaCyclone3DR把扫描的点云与网格进行比较,计算受损区域面积,与配置参数进行对应,确定损伤程度;拆除模块包括分析模块和筛选模块;所述分析模块,根据损伤类型和损伤程度鉴定结果,制定不同拆除方案;将形成的BIM模型提取结构构件转换格式并导入AutodeskRobot结构分析软件中,根据不同的方案进行受力分析,生成结构应力示意图、分析彩图、弯矩图表和内力的所有信息;所述筛选模块,根据结构应力示意图、分析彩图、弯矩图表和内力的所有信息表,确定建筑不同状况下受力状态,根据计算所得建筑构件状态,配合损伤程度表指导筛选设计建筑拆除方案;处理模块包含分类模块、计算模块和比较模块;所述分类模块,根据判断出的构件损伤类型与损伤程度对不同种类构件进行处理方式归类,将构件二次归类为填埋类、再利用类、再循环类、再回收类;所述计算模块,根据不同构件处理方式分别计算其碳排放量;不同构件处理方式的碳排放量计算公式,包括:拆除阶段碳排放量公式、运输阶段碳排放量公式和处理阶段碳排放量公式,其中,不同种类建筑构件不同处理方式中拟拆除建筑构件碳排放量计算公式,包括:构件拆除碳排放总公式,减碳量总公式;其中,所述构件拆除碳排放总公式根据构件处理方式分类,包括再循环碳排放与减碳量公式,再制造碳排放与减碳量公式,再利用碳排放与减碳量公式,填埋碳排放公式;其中,所述再循环碳排放公式为: ,式中:为第i种建筑构件再循环涉及的碳排放量;为第i种建筑构件解构时产生的碳排放;为第i种建筑构件从解构现场到再循环加工厂的运输碳排放;为第i种建筑构件再循环加工产生的碳排放;其中,再循环减碳量碳排放公式为: CS recycle,i =R recycle,i EC0,i-Crecycle,proci,式中:为第i种建筑构件再循环管理策略的减碳量;为第i种建筑构件的再循环占比,即为第i种建筑构件再循环处理的量占其总量的百分比;EC0,i为第i种建筑构件的隐含碳;其中,所述再制造碳排放公式为: ,式中:为第i种建筑构件再制造过程涉及的碳排放量;为第i种建筑构件从解构现场运输到再制造加工厂的运输碳排放;为第i种建筑构件再制造加工产生的碳排放;其中,再制造减碳量公式为: ,式中:为第i种建筑构件再制造管理策略的减碳量;为第i种建筑构件的再制造占比,即为第i种建筑构件再制造处理的量占其总量的百分比;其中,所述再利用碳排放公式为: ,式中:为第i种建筑构件再利用过程涉及的碳排放量;为第i种建筑构件从解构现场运输到存储厂的运输碳排放;其中,再利用减碳量公式为:第i种建筑构件再利用管理策略产生的减碳量估算如下: ,式中:为第i种建筑构件再利用管理策略的减碳量;为第i种建筑构件的再利用占比,即为第i种建筑构件再利用处理的量占其总量的百分比;其中,所述填埋碳排放公式为: 式中:为第i种建筑构件废弃填埋产生的碳排放量;为第i种建筑构件拆除时产生的碳排放;为第i种建筑构件从拆除现场运输到填埋场产生的碳排放;其中,减碳量总公式为: ,式中:为第i种类建筑构件的填埋占比,即为第i种建筑构件填埋处理的量占其总量的百分比;所述比较模块,同构件填埋处理的碳排放量进行比较,得到此拆除回收方案中减碳量。

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