一种结合建筑环境模拟的室内环境监测系统及方法

摘要

本发明涉及一种建筑室内环境监测系统及方法。一种结合建筑环境模拟的室内环境监测系统，由环境监测系统、建筑环境模拟系统、服务器与终端组成。本发明中所述的一种结合建筑环境模拟的室内环境监测的方法，是利用所述环境监测系统与所述建筑环境模拟系统模拟在所述服务器中计算出当前建筑室内环境参数分布结果，再结合环境监测系统实测值对上述模拟结果进行校准和修正，从而在所述终端中输出较为精确的修正后的室内环境参数分布结果。本发明能够在减小传感器数量的基础上，实现低密度传感网络下较精确的室内环境参数分布的监测，从而改善建筑信息不对称现状，并且用分布式环境参数替代单一参数；同时结合人员分布与上述分布式环境参数，可以有针对性地设计控制策略，从而提高环境品质与人员满意度，同时实现节能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑室内环境监测系统及方法，尤其涉及一种结合建筑环境模拟的建筑室内环境监测系统及方法。

背景技术

现如今，人们对建筑室内环境品质的关注和要求越来越高，室内环境品质的优劣与人们的健康、舒适度、工作效率等都息息相关，但在实际中却存在着如下问题——

首先，建筑中存在着严重的信息不对称问题。“信息”指的是各项室内环境参数，包括表征热环境的温度、相对湿度、黑球温度，表征空气品质的各项污染物浓度，表征光环境的照度，表征声环境的噪声，以及表征风环境的风速等等；由于目前大多数建筑都缺乏完善的环境监测系统，从而造成了上述环境信息的缺乏，导致我们对所处的环境品质缺乏了解，也就不知道如何有效地去改善所处的室内环境。

其次，即便在设置了环境监测系统的建筑中，由于测点数量有限(一般来说较少)，因此监测到的其实是较为单一的环境参数，而非分布式参数。尤其是在大空间建筑(如：开敞办公、航站楼、火车站等)中，实际环境一定是非均匀的，因此少量的环境监测测点并不能代表室内各处的实际环境，而且测点位置与实际人员分布不一定是准确对应的，这也将导致客观监测数据与实际人员感受脱节，从而使得基于环境监测和人员感受的环境调控策略针对性不强，环境品质与人员满意度得不到有效改善，同时造成能源的浪费。

想要改善上述问题，有效地获得建筑(尤其是大空间建筑)的室内环境实际分布结果，则需要我们在建筑中部署更密集的传感器。但是，这一方法并不能完全解决上述问题，因为依靠测点得到的结果一定是非连续的，并不能得到室内任意一个位置的环境参数；同时，更加密集的传感器部署，将会带来成本的剧增和维护的困难，可行性很低。

因此，本发明提出了一种结合建筑环境模拟的室内环境监测系统及方法，能够减小传感器数量，实现低密度传感网络下较精确的室内环境参数分布的监测，从而实现：(1)改善建筑信息不对称现状，并用分布式环境参数替代单一参数；(2)结合人员分布，有针对性地设计控制策略，从而提高环境品质与人员满意度，同时实现节能。

发明内容

本发明的目的是提供一种结合建筑环境模拟的室内环境监测系统及方法，通过对建筑室内环境进行模拟、结合实测值进行修正，能够减小传感器数量，实现低密度传感网络下较精确的室内环境参数分布的监测。

本发明的技术方案如下：

一种结合建筑环境模拟的室内环境监测系统及方法，其特征在于：所述结合建筑环境模拟的室内环境监测系统包括环境监测系统(1)、建筑环境模拟系统(2)、服务器(3)与终端(4)，其主要目标与核心是通过环境监测系统(1)与建筑环境模拟系统(2)的结合，在服务器(3)中模拟计算得到室内各项环境参数的实际情况，并通过终端(4)完成输出，从而实现低密度传感网络下较精确、更高网格密度的室内环境分布监测；

所述环境监测系统(1)对建筑室内、外环境进行监测，并将监测结果连同定位信息实时反馈给所述服务器(3)，所涉及的环境包括热环境(温度、相对湿度、黑球温度)，光环境(照度)，声环境(噪声)，室内空气质量(CO2浓度、PM2.5浓度、VOC浓度、甲醛浓度等)，风速；

所述建筑环境模拟系统(2)以建筑环境模拟软件为工具，对室内环境参数分布进行模拟；以所述环境监测系统(1)对所述服务器(3)的反馈内容为依据，在所述服务器(3)中对模拟结果进行修正，并在所述终端(4)中输出修正后较为精确的室内环境参数分布。

本发明的技术特征在于：所述环境监测系统(1)包括室外监测系统与室内监测系统，室外监测系统安装于建筑物外部，能够对室外各项环境参数进行实时监测并通过网络及时反馈给服务器(3)，具体包括但不限于温度传感器、湿度传感器、CO2浓度传感器、PM2.5浓度传感器、照度传感器；室内监测系统安装于建筑物内部，能够对室内各项环境参数进行实时监测并通过网络及时反馈给服务器(3)，具体包括但不限于温度传感器、湿度传感器、CO2浓度传感器、PM2.5浓度传感器、VOC(挥发性有机化合物)浓度传感器、照度传感器与噪音传感器。

本发明的技术特征在于：所述环境监测系统(1)中传感器可以是固定，也可以是移动的，并且均带有定位功能，其定位信息与环境监测信息一同反馈给服务器(3)。

本发明的技术特征在于：所述建筑环境模拟系统(2)包括但不限于建筑热环境模拟、光环境模拟、声环境模拟、室内空气质量模拟、风环境模拟；在预先建立好的建筑模型基础上，以建筑设备运行状态、建筑环境室外监测结果等为输入值，模拟计算出当前建筑室内环境参数分布结果。

本发明的技术特征在于：所述建筑环境监测系统(1)所监测得到的室内环境值是实际值，作为所述建筑环境模拟系统(2)在所述服务器(3)中的修正依据，在所述服务器(3)中将模拟结果修正为较精确的室内环境参数分布。

本发明的技术特征在于：所述终端(4)根据需求显示所述服务器(3)中所计算得到的某个点或某个区域的环境参数模拟结果，可以进行可视化显示。

本发明的技术特征还在于：该室内环境监测系统及方法适用于大空间非均匀环境的监测，如开敞办公空间、交通类建筑等。

本发明的特点及优势在于：

(1)在减小传感器数量的基础上，实现低密度传感网络下较精确的室内环境参数分布的监测，从而改善建筑信息不对称现状，并且用分布式环境参数替代单一参数；

(2)结合人员分布与上述分布式环境参数，可以有针对性地设计控制策略，从而提高环境品质与人员满意度，同时实现节能。

附图说明

图1为结合建筑环境模拟的室内环境监测系统架构。

图2为结合建筑环境模拟的室内环境监测方法的原理图。

图3为结合建筑光环境模拟的室内光环境监测方法。

具体实施方式

如图1所示，一种结合建筑环境模拟的室内环境监测系统及方法，包括环境监测系统(1)、建筑环境模拟系统(2)、服务器(3)与终端(4)。

具体实现原理如图2所示，以相应的环境模拟软件为工具，在预先建立好的建筑模型(5)基础上，以现场实际条件(建筑设备运行状态、室外环境检测结果等)(6)为输入值，模拟计算出当前建筑室内环境参数分布结果(7)；再结合室内环境参数实测值及定位信息(8)，对上述模拟结果进行校准和修正，从而得到较为精确的修正后的室内环境参数分布结果(9)。

下面仅以室内光环境为例，详细说明本发明的具体实施方式。有必要在此指出的是，以下实施只是用于本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，根据上述本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。

如图3所示，结合建筑光环境模拟的室内光环境监测方法：选取一个办公建筑标准层，设计低密度的照度计布置方案进行室内、外环境的监测；选取建筑光环境模拟软件，建立模型(10)并以现场实际条件(11)(即：人工照明情况与室外照度情况)为模拟输入值，模拟得到室内照度分布模拟结果(12)；根据室内照度实测值及定位信息(13)，对模拟结果进行修正，修正后的室内照度分布结果(14)。