办公建筑能耗模型校正方法研究

摘要

建筑能耗占我国能源消耗总量的很大比重，其中，大型公共建筑单位面积能耗远高于住宅能耗。办公建筑作为公共建筑的一部分，存在用能量大、用能效率低下等特点，具有很大的节能潜力，因此一直都是建筑节能工作的研究重点。为了能够有效地进行绿色建筑设计和既有建筑节能改造的工作，分析人员经常需要进行建筑能耗模拟。因此，建筑能耗模型的准确度是建筑能耗模拟工作的基础。模型校正可以提高建筑能耗模拟的准确度，因此在实际工作中被普遍应用。
　　本文针对办公建筑，建立了一套可行的办公建筑能耗模型自动校正方法，可有效减少人工劳动并提高模型的准确性和校正的效率，并在此基础上开发了基于EnergyPlus的一款办公建筑能耗模型自动校正软件。
　　首先，在国内外学者的研究基础上，定义了一栋标准办公建筑，并在建筑能耗模拟软件EnergyPlus中搭建相应的IDF模型。仿真得到的能耗数据符合常见办公建筑能耗特征，表明该标准建筑的定义相对合理。其次，在EnergyPlus建立的IDF模型中，选取13个参数进行灵敏度分析，得到各个参数对建筑能耗的影响程度大小，并为后续的自动寻优算法奠定良好的基础。
　　然后，本文分析了自适应粒子群优化算法的优势，提出基于自适应粒子群优化算法的自动校正方法，并通过编程实现了基于该方法的自动校正软件。最后，利用开发出的模型自动校正软件，建立实际办公建筑模型并进行模型校正，验证了模型校正方法的有效性。

目录

声明

摘要

符号说明和缩略词

缩略词

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．1．1 办公建筑节能的必要性

1．1．2 建筑能耗模拟的必要性

1．2 能耗模拟和校正研究现状

1．2．1 建筑能耗模拟研究现状

1．2．2 模型校正研究现状

1．3 存在问题

1．4 本文主要工作

第2章 建筑能耗模型可校正参数及灵敏度分析

2．1 引言

2．2 建筑能耗模拟仿真软件EnergyPlus简介

2．2．1 EnergyPlus整体结构

2．2．2 EnergyPlus-IDF模型简介

2．3 标准办公建筑能耗模拟

2．3．1 标准办公建筑描述

2．3．2 建筑能耗模拟

2．4 EnergyPlus模型中可校正参数分析

2．4．1 EnergyPlus-IDF模型参数

2．4．2 可校正参数分析

2．5 建筑能耗模型参数的灵敏度分析

2．5．1 灵敏度分析评价指标

2．5．2 围护结构参数分析

2．5．3 内部得热参数分析

2．5．4 空调系统参数分析

2．5．5 各参数敏感性对比

2．6 小结

第3章 基于自适应粒子群优化算法的模型校正方法研究

3．1 引言

3．2 粒子群算法

3．2．1 标准粒子群算法

3．2．2 自适应粒子群优化算法

3．3 IDF模型校正参数选择

3．4 模型校正算法

3．5 小结

第4章 模型校正软件的设计与开发

4．1 引言

4．2 开发工具选取

4．3 软件系统结构设计

4．4 重点功能模块设计

4．4．1 自适应粒子群算法实现

4．4．2 EnergyPlus内核的调用

4．5 小结

第5章 实际案例研究

5．1 引言

5．2 实际建筑能耗模型

5．2．1 建筑概况

5．2．2 建筑能耗实际数据

5．3 能耗模型的校正及结果分析

5．3．1 EnergyPlus直接仿真结果

5．3．2 模型校正过程和结果分析

5．4 小结

第6章 总结与展望

附录

参考文献

致谢

攻读硕士期间参与的项目