建筑能耗模拟

摘要： 为了研究寒冷地区被动式构造敏感因子对建筑能耗的影响,使用Climate Consultan t对郑州进行气候分析,在原有Revit土建模型基础上建立具有热工属性的能耗模型,基于gbXML数据标准向能耗模拟软件OpenStudio进行传递。利用OpenStudio进行建筑能耗模拟,通过正交实验设计方法,研究被动式敏感因子对建筑全年制冷供暖负荷影响。研究表明:被动式敏感因子的影响程度:外墙K值>屋顶K值>外窗SHGC>外窗K值>南遮阳系数>南遮阳板偏移,最优水平组合:南遮阳系数0.7,南遮阳板偏移400 mm,外墙K值0.1 W/(m^(2)·K)、屋顶K值0.1 W/(m^(2)·K)、外窗K值0.5 W/(m^(2)·K)、外窗SHGC 0.3。研究结果为寒冷地区被动式设计提供借鉴,亦可对BIM技术与能耗分析软件的结合提供思路。

摘要： 为解决现有综合能源系统运行优化研究对建筑冷负荷的影响考虑不充分(多以“典型日负荷”或“预测负荷”代替空调期冷负荷)的问题,首先应用EnergyPlus软件对北京某园区进行建模和负荷分析,再以经济性为优化目标,基于园区的电、冷负荷供需平衡和综合能源系统设备的典型模型建立运行约束模型,在空调期对多能源耦合的综合能源系统建立运行优化模型。对优化模型使用Yalmip建模和编程,使用Cplex求解器求解问题,得到不同负荷条件下的综合能源系统空调期的运行优化方案,并分析其统一性和差异性。结果表明:本文构建的以经济性为目标的优化模型,可以使多能耦合的综合能源系统在目标下运行更加优化;不同建筑冷负荷条件下运行优化方案具有较大差异性;不同负荷条件下运行优化方案具有一定规律性。可见综合能源系统的运行优化研究应该全面考虑冷负荷的影响,所提出的规律性运行优化方案为综合能源系统提升运行经济性提供了依据。

摘要： 本文提出一种随机森林–带精英策略的非支配排序遗传算法(RF-NSGA-II)相结合的方法,基于建筑外围护结构设计优选进行建筑能耗多目标优化。首先通过建立BIM模型导入DesignBuilder软件,利用正交试验获取建筑外维护结构主要参数与对应能耗的模拟样本集,再将样本数据集用于RF模型预测中进行训练,将训练好的RF回归函数作为适应度函数并作为优化目标之一。在此基础上引入室内热舒适度函数为另一个适应度函数,采用NSGA-II进行多目标优化,得到Pareto前沿解集并从中利用理想点法得到一组多目标最优解。通过本研究可以得出:利用RF对建筑能耗进行预测精度高,所得预测效果好,通过NSGA-II算法和理想点法可以获得满足建筑能耗和舒适度要求的外围护设计参数最优取值,结果与实际相符,效果良好。对实现低建筑能耗和高热舒适度优化具有参考价值。

摘要： 以西安市某办公楼为模拟对象,利用Design Builder软件进行建筑能耗模拟分析,对建筑物围护结构热工性能和机电系统的设计参数进行了优化.节能效果分析表明,设计建筑相比参照建筑的节能率达到了28.92％.

摘要： 文章介绍了一种基于定温差控制的末端风机盘管风水联动调节的装置,论述了该装置的应用场景、理论可行性以及定温差控制机理.结合实际项目,通过能耗模拟的方法对建筑负荷进行模拟,得到了全年的负荷分布特性,负荷率在50％-80％的运行时间仅占全年的30％.对传统的末端控制方案(三速风机+二通阀开关温控)与定温差控制方案进行了节能性对比分析.通过末端定温差控制与水系统变流量控制,可使主机节能6.44％,冷冻水泵能耗节能30.60％,冷却水泵节能31.11％,冷却塔节能24.92％,末端节能62.63％,可使中央空调系统节能率达到23.30％.

摘要： 在既有办公建筑改造中,玻璃贴膜是一项有效的节能措施,但节能膜在不同玻璃系统的气候适应性不明确.文章建立典型办公建筑几何模型,选择两种常见的玻璃节能膜产品,采用门窗光热性能模拟软件和建筑能耗模拟软件,计算玻璃贴膜前后的全年建筑能耗和静态投资回收期.研究显示,单层玻璃贴膜在4个气候区中均适用,中空玻璃贴膜在夏热冬暖区使用节能效果明显;同时,确定了玻璃贴膜的朝向,为建筑节能改造提供参考.

摘要： 住宅建筑在使用过程中消耗的能源占据了城市能耗的很大一部分,相比于办公建筑等城市其他建筑类型,高层住宅建筑能耗有其突出特点.目前,分析建筑节能设计影响因素方面的研究较多,但是针对山东地区城市高层住宅建筑方面的此类研究较为缺乏.基于山东地区典型城市高层住宅组团建立基准模型并使用DesignBuilder软件进行模拟,改变高层住宅建筑节能设计影响参数,分析各参数变化时单位面积能耗呈现出的变化趋势,并且采用局部敏感性分析,以综合评估调整各节能设计影响参数对于降低山东地区高层住宅建筑整体能耗的影响程度.在实际工程中各节能设计因素不能全部取最优值的情况下,提出了山东地区高层住宅关键节能设计因素的经济取值范围,以辅助建筑师进行初步节能设计.

摘要： 本文提出一种随机森林–带精英策略的非支配排序遗传算法(RF-NSGA-Ⅱ)相结合的方法,基于建筑外围护结构设计优选进行建筑能耗多目标优化.首先通过建立BIM模型导入DesignBuilder软件,利用正交试验获取建筑外维护结构主要参数与对应能耗的模拟样本集,再将样本数据集用于RF模型预测中进行训练,将训练好的RF回归函数作为适应度函数并作为优化目标之一.在此基础上引入室内热舒适度函数为另一个适应度函数,采用NSGA-II进行多目标优化,得到Pareto前沿解集并从中利用理想点法得到一组多目标最优解.通过本研究可以得出:利用RF对建筑能耗进行预测精度高,所得预测效果好,通过NSGA-II算法和理想点法可以获得满足建筑能耗和舒适度要求的外围护设计参数最优取值,结果与实际相符,效果良好.对实现低建筑能耗和高热舒适度优化具有参考价值.

摘要： 随着现代建筑能源消耗总量的增加和人们舒适性需求的不断提升,探讨合理的被动式技术策略,有效地提升建筑室内舒适度,降低建筑能耗尤为重要.以齐鲁创新谷某高层办公综合体为例,基于地域性气候与建筑功能分析,从规划布局、建筑形体设计、热缓冲空间设计和遮阳一体化设计4个层面探讨适用于寒冷地区高层综合体建筑的被动式设计策略,并借助计算机模拟软件对设计策略进行了定量化分析,选择最佳方案,探讨既满足建筑功能空间需求,又可改善建筑室内外舒适性和降低能耗的设计策略.结果 表明:分离式布局和曲线形体有效改善了建筑场地微气候;加入热缓冲空间后建筑单位面积能耗降低约14％;遮阳一体化策略有效改善了室内光环境品质,降低了南向办公空间单位面积制冷能耗约45％.

摘要： 随着城市化快速发展以及人类对舒适度的要求不断提高,建筑能源消费增长迅速,建筑能耗建模和预测对于解决建筑节能问题至关重要.在综合智能化的基础设施发展的背景下,数据驱动技术依赖于数据分析和机器学习,为建筑能耗的预测提供灵活的方法.对传统建筑能耗建模方法进行了回顾,分析了不同模拟软件的优缺点和适应性.对近年来出现的数据驱动建筑能耗模型方法进行了分析,重点考虑输入数据特性和数据预处理对算法的精确度影响.最后分析了数据驱动方法的局限性和未来发展方向.

摘要： 建筑能耗模拟可以应用于两种类型的建筑：新建建筑和既有建筑。对于新建建筑，建筑能耗模拟可用于对设计方案进行比较和优化，使其符合相关的标准和规范，进行经济性分析等；对于既有建筑，建筑能耗模拟被用来分析计算基准能耗以及节能改造方案的能耗节省和费用节省等。本文首先介绍了建筑能耗模拟的基本原理，包括正向建模和逆向建模方法，然后介绍了几种常用的建筑能耗模拟软件，最后分别针对绿色建筑设计和建筑节能改造给出两个实际案例。

摘要： 对能耗研究和建筑设计的评估来说,建筑能耗模拟是一个强有力的分析方法.本文论述了建筑能耗模拟的基本理论与组成,对现有的模拟工具的特性进行了分析,并对其应用范围进行了讨论,还对集成的建筑设计系统的特点进行了描述.最后对我国发展建筑能耗模拟提出了建议.

摘要： 介绍了建筑能耗模拟与优化软件平台设计.给出了软件平台的体系架构和逻辑架构,分析了软件平台的功能和应用场景.建筑能耗模拟与优化软件平台针对新建建筑和已有建筑,可给出采用不同建筑参数的对比分析报告.向用户提供建筑能耗模拟分析和优化服务;针对绿色建筑评价标准(绿建标准)的实施.对绿建标准中要求的项目进行模拟分析,支撑绿建标准的实施.该软件平台主要应用于新建建筑设计、现有建筑节能改造项目支撑、国家建筑节能、绿建标准实施的支撑等方面。

摘要： 目前的建筑能耗模拟中,影响建筑能耗的因素如室外气象、围护结构热工性能、HVAC系统形式等已经形成了较为一致和准确的取值方法,而建筑中的人行为作为影响建筑能耗的一项重要因素,因为其随机性和复杂性,目前缺乏定量的认识,因此往往做简化处理,采用固定作息的形式,无法体现不同人行为模式对能耗的影响.为了了解人的典型行为模式及其分布,需要采用问卷调查的方法,如何从问卷结果得到典型行为模式是一个值得研究的问题.本文尝试通过典型模式的归纳和模拟计算，分析不同行为模式下的能耗，提供了一种简单可行的问卷数据处理方法，能够有效地对各种人行为模式进行分类，得到典型模式和分布。以成都的人行为模式数据为例，分析出了5中典型的客厅开空调行为模式:从不开；有客人来时开；觉得热时开；一进客厅就开；夏天一直开着。不同行为模式下开空调时长和能耗差别较为显著。

摘要： 介绍了国内外太阳能供暖的发展现状,分析了我国主要供暖地区所处的建筑热工分区和太阳能资源分区.采用建筑能耗模拟分析软件,对我国10个城市中常见的多层居住建筑进行了太阳能供暖的研究。

摘要： 窗户外部的遮阳系统可以减少进入室内的太阳辐射得热量.目前,在计算遮阳系统对太阳辐射的遮挡作用时,仅仅从几何角度上考虑遮阳构件对直射辐射的减少作用,没有考虑对散射辐射的影响,但在实际中,遮阳构件的存在,对散射辐射的影响不能忽略,特别是对于百叶类型的遮阳构造,由于其布置较为紧密,对直射辐射遮挡较多,进入室内的太阳辐射主要为散射辐射,因此建立详细的散射辐射计算模型,可以正确反映和评估其遮阳效果,并为计算遮阳构件对建筑能耗的影响提供基础.本文通过分析太阳辐射入射到百叶遮阳板上的光学特性,建立用于计算太阳散射辐射透过和反射的数学模型,并根据该模型得到用于计算机编程的算法.这个模型和算法可以应用于不同的百叶遮阳系统,为建筑能耗模拟中考虑百叶遮阳板对空调能耗的影响提供理论基础.

摘要： 模拟从地板传入室内的热量需要求解包含了一部分土壤的三维地下传热系统,对于单独的地下传系统的求解,已经有了很多的研究,但在建筑能耗模拟软件中,需要将其热过程与建筑的其他围护联合求解,在这方面已有研究成果很少.本文介绍了在DeST中地下部分的传热过程与建筑的其他围护的联合求解方法.

摘要： 本文介绍了一种新的用于预测建筑自然通风风量的计算方法——多区域网络模型算法.对模型的假设条件、物理描述以及数学求解进行了阐述.同时还介绍了建筑能耗模拟软件DeST的计算模型,在此基础上提出了通风模型与建筑热模型耦合模拟计算的总体思路和方法,并对该方法的应用前景进行了展望.

摘要： 人员位移对建筑能耗的影响很大.对建筑能耗系统的操作,例如开关窗、开关灯等,在很大程度上依赖于房间中是否有人.因此,模拟人员移动是人行为模拟中的基础.本文根据目前国内外建筑中人员位移模拟计算模型研究现状,采用文献的人员移动模型,研究其建筑中人员移动模型所采用的移动特性的马尔可夫链,以及每个人逐时所在的房间和各房间的人数的计算方法等,开发实现了建筑物人员位移计算及DeST平台上的动画演示模块,实现了对建筑物中人员位移随机性的模拟.一个小型办公楼的实例演示了该软件模块的应用.

摘要： 人员位移对建筑能耗的影响很大.对建筑能耗系统的操作,例如开关窗、开关灯等,在很大程度上依赖于房间中是否有人.因此,模拟人员移动是人行为模拟中的基础.本文根据目前国内外建筑中人员位移模拟计算模型研究现状,采用文献的人员移动模型,研究其建筑中人员移动模型所采用的移动特性的马尔可夫链,以及每个人逐时所在的房间和各房间的人数的计算方法等,开发实现了建筑物人员位移计算及DeST平台上的动画演示模块,实现了对建筑物中人员位移随机性的模拟.一个小型办公楼的实例演示了该软件模块的应用.

摘要： 本发明提供了一种单栋居住建筑的电气能耗模拟方法，包括如下步骤：a)对单栋居住建筑内房间信息和电气设备收集和统计；b)进行使用人员的统计及其各自生活模式的统计和设定；c)统计居所内每个房间的使用模式；d)进行季节负荷的逐日耗电量分析；e)对其他居民用电负荷的能耗设定典型日；f)对其他居民用电负荷的能耗以典型日的方式进行统计分析；g)对典型日的逐时负荷统计进行修正；h)将季节负荷逐日能耗数据与其他居民用电的逐日能耗负荷进行合并；i)对可再生能源的发电量进行逐日统计；j)通过逐日耗能分析和日发电量进行比较，以判断单栋居住建筑的用能量是否符合标准，若不符合则采取改进措施。

摘要： 本发明涉及能耗预测技术领域，更具体地，涉及一种包含太阳辐射的基本运算单元及应用该单元的建筑能耗快速模拟方法。一种包含太阳辐射的基本运算单元，所述基本运算单元为5种基本类型中的一种，5种基本类型为Unitground‑ceiling、Unitground‑roof、Unitfloor‑ceiling、Unitfloor‑roof以及Unitexposed‑ceiling，所述基本运算单元包括几何参数、太阳辐射量参数。一种建筑能耗快速模拟方法，包括如上所述的基本运算单元的参数用于机器学习算法生成以及建筑能耗快速模拟反馈。本发明首次将全年辐射计算纳入机器学习训练参数，解决了当前机器学习算法模拟建筑能耗时无法考虑建筑外环境影响因素的缺陷；这一缺陷的解决大幅提升了机器学习算法的精确度，提高其实用性。

摘要： 本实用新型公开了一种基于能耗模拟的建筑节能照明装置，包括主体，所述主体的下端固定设置有连接件，所述连接件的上端面固定设置有减震仓，所述减震仓内部固定设置有若干组减震机构，所述减震机构的上端面固定设置有固定座，所述固定座的上端面固定设置有固定块，所述固定座的两侧端面上固定设置有第一支撑杆与第二支撑杆，所述第一支撑杆与第二支撑杆的一侧端面上设置有固定杆，所述固定块的上端面固定设置有电机，所述电机的上方固定设置有移动部，所述移动部内部一侧端面上通过轴承活动设置有转轴。本实用新型结构简单，使用方便，便于对照明灯进行保护，通过设置有移动部，便于对照明灯进行方位调节，具有很高的实用性。

摘要： 本发明提供了一种基于建筑能耗模拟软件动态生成遮阳行为的方法及装置，其特征在于，包括如下步骤；先从建筑能耗模拟软件中获取计算结果，然后判断是否有人，接着在有人时利用第一遮阳行为预测模型计算得到上拉行为概率、下拉行为概率以及无行为概率并通过随机抽样方法确定遮阳行为；随后判断是否为无行为，在不是时判断是否为上拉行为，对上拉行为通过第二遮阳行为预测模型计算得到上拉幅度概率并通过随机抽样方法确定上拉幅度并作为当前遮阳位置；对下拉行为利用第三遮阳行为预测模型计算得到下拉幅度概率并通过随机抽样方法确定下拉幅度并作为当前遮阳位置。最后，将上述当前遮阳位置输入至建筑能耗模拟软件。

摘要： 本发明公开了一种耦合城市植被形态的城市建筑能耗模拟方法及系统，其中方法步骤为：生成建筑、植被及地面模型；划分网格化模型；获得网格化的城市微气候数据；输出建筑微气候数据；建立植被透射率时间表；输出待模拟建筑的能耗模拟数据；对每栋建筑的能耗模拟数据进行展示。该城市建筑能耗模拟方法及系统通过将植被模型以及植被透射率带入模拟运算，从而实现城市建筑能耗模拟与城市植被形态的耦合，充分考虑了植被在改变小气候和遮挡太阳辐射两个方面对城市建筑能耗的影响；通过将微气候模拟与建筑能耗模拟集成式模拟，实现几何模型与非几何参数在各模块间的共享和传递，大大减少了人力消耗，提高了模拟运行的效率。

摘要： 本发明公开了一种建筑信息模型与建筑能耗模拟模型的转换方法及装置，对现有的建筑信息模型质量现状进行定性分析，以此为依据，综合考虑建筑能耗模拟模型的空间信息需求，设计一个广泛适用于建筑信息模型的空间数据提取算法，解决高质量建筑信息模型依赖问题。以计算几何的多边形运算作为技术支撑，研究空间信息转换过程中的热传递表面匹配算法、凹多边形表面转换算法、热区缺口检测与填补算法，实现建筑信息模型与建筑能耗模拟模型的精准转换。

摘要： 本发明提供了一种基于建筑能耗模拟软件动态生成遮阳行为的方法及装置，其特征在于，包括如下步骤；先从建筑能耗模拟软件中获取计算结果，然后判断是否有人，接着在有人时利用第一遮阳行为预测模型计算得到上拉行为概率、下拉行为概率以及无行为概率并通过随机抽样方法确定遮阳行为；随后判断是否为无行为，在不是时判断是否为上拉行为，对上拉行为通过第二遮阳行为预测模型计算得到上拉幅度概率并通过随机抽样方法确定上拉幅度并作为当前遮阳位置；对下拉行为利用第三遮阳行为预测模型计算得到下拉幅度概率并通过随机抽样方法确定下拉幅度并作为当前遮阳位置。最后，将上述当前遮阳位置输入至建筑能耗模拟软件。

摘要： 本发明公开了一种耦合城市植被形态的城市建筑能耗模拟方法及系统，其中方法步骤为：生成建筑、植被及地面模型；划分网格化模型；获得网格化的城市微气候数据；输出建筑微气候数据；建立植被透射率时间表；输出待模拟建筑的能耗模拟数据；对每栋建筑的能耗模拟数据进行展示。该城市建筑能耗模拟方法及系统通过将植被模型以及植被透射率带入模拟运算，从而实现城市建筑能耗模拟与城市植被形态的耦合，充分考虑了植被在改变小气候和遮挡太阳辐射两个方面对城市建筑能耗的影响；通过将微气候模拟与建筑能耗模拟集成式模拟，实现几何模型与非几何参数在各模块间的共享和传递，大大减少了人力消耗，提高了模拟运行的效率。

摘要： 本发明公开了一种基于人工神经网络和BIM的建筑能耗模拟和优化方法，包括：建立建筑能耗数据库；通过人工神经网络算法，对建筑能耗数据库进行深度学习；通过Revit软件建立建筑方案的BIM模型，通过Rihno+Grasshopper平台提取BIM模型的建筑特征；通过人工神经网络算法计算出建筑的耗能评估结果；选择优化策略，得出各种优化策略的节能效果，形成优化后的设计方案。本发明将人工神经网络技术、BIM技术与建筑能耗模拟相结合。通过直接从BIM模型提取建筑特征信息，免除了传统在模拟软件上的建模环节；通过人工神经网络对数据库的学习，直接得出能耗计算结果，实现了建筑方案的实时优化和分析。

摘要： 本发明提供了一种城市建筑能耗模拟系统，建筑体块导入模块、布尔值设定模块、体块划分模块、热区转换模块、热区邻接模块、窗墙比参数设置模块、窗墙比生成模块、窗口生成模块、围护结构负荷与内热源赋值模块、围护结构负荷与内热源参数设置模块、设备时间表赋值模块、新风时间表赋值模块、人员使用时间表赋值模块、照明时间表赋值模块、制冷时间表赋值模块、制热时间表赋值模块、运行时间表赋值模块、EnergyPlus运行模块、输出参数设置模块、气象参数设置模块、阴影体块转化模块、命名模块以及EnergyPlus模拟结果输出模块。该城市建筑能耗模拟系统能够实现城市建筑能耗的模拟，为城市能源的优化、安全、管理提供重要的基础性技术。