基于BIM在运营阶段的能耗分析管理和节能控制

首先应用相关软件对目标建筑的BIM模型进行分类和分项能耗模拟分析,并将分析结果记入BIM模型;同时,通过目标建筑安装的分类和分项能耗计量装置及时采集能耗数据,实现目标建筑能耗的在线监测,并将监测数据记入数据库。最后,通过对实际监测数据与模拟数据的分类比对分析处理,得出目标建筑的能耗情况和节能控制方案,并反馈给相关的用能执行机构,用能执行机构响应后实现节能控制。     

基于时间序列自回归模型的绿色建筑供暖能耗短期预测

为实时了解绿色建筑供暖能耗的变化趋势,提升能耗预测效果,设计基于时间序列自回归模型的绿色建筑供暖能耗短期预测方法。利用增强迪基-福勒检验法,检验绿色建筑历史供暖能耗时间序列平稳性;对非平稳的历史能耗时间序列进行差分平稳化处理,获取平稳的历史能耗时间序列;在时间序列自回归模型内添加移动平均模型,并考虑能耗的气温影响因素,建立时间序列自回归移动平均模型;利用赤池信息准则确定模型阶数,通过粒子群算法确定模型参数;在模型阶数与参数确定后的模型内,输入平稳的历史能耗时间序列,输出供暖能耗短期预测值。实验证明：该方法可精准预测不同类型绿色建筑的短期供暖能耗;在不同绿色建筑渗透量时,该方法短期供暖能耗预测误差较小;在不同室外温度时,该方法短期供暖能耗预测的可决系数较高,即预测精度较高。     

基于Q-Learning算法的建筑能耗预测

提出一种基于Q-learning算法的建筑能耗预测方法.通过将建筑能耗预测问题建模为一个标准的马尔科夫决策过程,利用深度置信网对建筑能耗进行状态建模,结合Q-learning算法,实现对建筑能耗的实时预测.通过美国巴尔的摩燃气和电力公司公开的建筑能耗数据进行测试实验,结果表明,基于本文所提出的模型,利用Q-learning算法可以实现对建筑能耗的有效预测,并在此基础上,基于深度置信网的Q-learning算法具有更高的预测精度.此外,实验部分还进一步验证了算法中相关参数对实验性能的影响.     

基于BIM的建筑能耗监测可视化研究

针对建筑能耗错综复杂,不易分析管理,提出一种基于BIM的能耗监测方法,在内蒙古建设大厦对暖通空调系统进行现场试验。利用现有图纸和三维激光扫描仪及高清相机进行模型数据采集,通过三维模型创建、模型变动提示、模型数据联动,实现建筑能耗监测的可视化,分析研究了过程的有效性。结果表明,将BIM技术与传感技术、工程管理技术深度融合,能够直观反映地物系统设备的真实情况,能产生数据联动变化,并辅以智能化提示等功能,大幅提高节能管理效率。从研究过程可以得出,本方法对于其他类似的复杂建筑能源消耗状况监测具有通用性和工程实用价值。     

一种动态实时高校建筑能耗异常检测方法

针对静态建筑能耗异常检测方法在动态高校建筑能耗环境中容易出现误判的问题,提出一种改进的高校建筑能耗异常检测方法。采用SA-DBSCAN算法根据能耗数据的统计特性自适应识别建筑能耗模式,利用C4.5算法构建能耗模式判定树,依据判定树得到实时能耗数据的相应类别后使用LOF算法进行离群分析检测异常。将判定正常的能耗增量地更新到建筑能耗模式中,并根据更新结果动态调整异常检测模型。实验结果表明该方法能有效检测异常能耗数据并逐步拟合高校建筑能耗环境的变化来减少误判。     

基于模糊PID的近零能耗建筑能耗控制系统仿真

传统的近零能耗建筑控制系统的能耗控制效果不够好,导致其能耗值较高.针对上述问题,设计一种基于模糊PID的近零能耗建筑能耗控制系统.利用控制中心计算机、模糊控制器、PID控制器、数据采集卡、传感器,完成基于模糊PID的近零能耗建筑能耗控制系统的硬件设计;利用用户登录模块、采集模块、建筑能耗控制模块,完成基于模糊PID的近零能耗建筑能耗控制系统软件设计,在建筑能耗控制模块,利用自适应模糊PID遗传算法,实现对近零能耗建筑的能耗控制.为验证提出的基于模糊PID的近零能耗建筑能耗控制系统的控制效果,开展仿真对比实验,实验结果表明,上述控制系统可将能耗值大幅降低,是一种有效的近零能耗建筑能耗控制系统.     

基于ZigBee技术的建筑能耗监测系统设计

随着我国建筑总量不断攀升,建筑能耗也逐年增加,更加有效地实施建筑能耗统计及建筑节能管理具有重要的意义;通过对建筑能耗监测系统的分析,在研究ZigBee技术的基础上,提出了基于ZigBee无线传感器网络的建筑能耗监测系统总体结构,对其网络拓扑控制和路由协议进行了研究,并介绍了系统周期性工作过程;网络测试表明,该系统可靠性好,能够实现建筑能耗数据的采集和无线传输;通过对能耗数据的统计分析,为降低建筑能耗和提高建筑能效,提供了决策依据和参考.     

改进鲸鱼算法构建混合模型的建筑能耗预测

建筑能耗数据具有非平稳和非线性特征,单一预测模型很难对其进行精准预测,提出一种用于建筑能耗短期预测的新型混合模型。利用互补集合经验模态分解方法(CEEMD)将波动性较大的能耗数据分解为一组本征模态函数和一个残差序列;基于反向学习、差分进化算法并引入控制参数对鲸鱼优化算法(WOA)进行改进,有效解决算法早熟收敛与陷入局部最优等问题,提出改进算法UWOA(upgraded whale optimization algorithm);利用UWOA优化Elman神经网络的权值与阈值,优化后的Elman神经网络对本征模态函数和残差序列进行预测并集成,得到能耗预测值。应用CEEMD-UWOA-Elman混合模型对上海某大型公共建筑能耗进行短期预测,结果显示混合模型获得很好的预测效果。     

既有建筑节能改造注意事项

建筑能耗是社会能耗的三驾马车之一。从广义上讲,建筑能耗指在建筑建造和使用过程中的能源消耗;从狭义上讲,是建筑在使用过程中的能源消耗。我国的社会能耗分布情况为：建筑能耗占30%、工业能耗占38%、交通能耗占32%;国外的社会平均能耗分布情况为：建筑能耗占40%、交通能耗占28%、工业能耗占32%。我国建筑能耗呈刚性增长的趋势,未来将占到社会总能耗的40%。这主要体现在随着人们对生活品质的要求在逐渐提高,建筑物中各方面的舒适程度也在日益提升,例如室内温度、热水、电气化程度等。目前,我国存在人口众多、资源相对不足和能源过度消耗等问题,因此,大力推行建筑节能改造势在必行。     

高寒地区低能耗民居建筑DeST模拟

高寒地区建筑能耗消耗较大,为改进民居建筑结构保温性能,使用DeST软件进行高寒地区低能耗民居建筑模拟,运用三维激光扫描中的脉冲式测距方法采集民居建筑数据,应用滤波去噪方法处理点云数据,构建三角网模型,在特征线提取基础上建立高寒地区民居建筑三维模型;将空调系统、通风条件和典型日三类参数作为实验数据,利用DeST模拟民居建筑不同围护结构条件下冷热负荷情况,得到外墙、外窗、屋面因素对建筑的能耗影响规律.实验结果表明,节能工作中需着重提升外墙保温层厚度,最大限度减少窗墙比大小,严格控制屋面传热系数值,在提升高寒地区民居建筑节能效果同时,也为改进建筑围护结构保温性能提供可靠的现实依据.     

Revit建模过程中窗墙面积比的合规性检查

摘 要：在建筑设计过程中,窗墙面积比(简称窗墙比)值的大小对室内的空调能耗和照明 能耗有很大的影响,将其控制在合理范围内对建筑节能意义重大。针对 Revit 建模过程中窗墙 比选定的问题,研究了窗墙比的计算及合规性检查方法,以《公共建筑节能设计规范》 (GB50189-2015)中给出的窗墙比限值为依据,采用 C#语言开发出基于枚举的窗墙比合规性检查 软件并将其集成到 Revit 中,实现对 Revit 模型窗墙比的合规性检查。以上海某办公楼为对象进 行软件测试,结果表明该软件能够自动获取建筑所在地的窗墙比取值范围,计算出当前模型各 立面的窗墙比并与之比较,当某立面窗墙比不满足规范时,能够迅速将其调至规范值范围内, 并对调整后的各立面窗墙比是否满足国家标准作出评价。     

民居节能建筑外墙保温层最优厚度仿真

为提高建筑外墙保温层厚度计算结果的精度,提出基于LCCA(Life Cycle Cost Analysis)的民居节能建筑外墙保温层最优厚度计算方法。根据采暖度日数、建筑物围护结构的传热阻等值计算建筑外墙热损失。利用保温层投资与采暖燃料投资相加所得值,获取单位面积建筑外墙保温层的生命周期范围内总投资。采用反应系数法与z传递函数法分析并计算围护结构非稳态逐时热流。结合外墙热损失、保温层使用寿命内费用和墙体逐时热流分析结果,计算民居节能建筑外墙保温层最优厚度。实验发现,保温层存在一个最优厚度,可以使建筑的总费用降到最低;相同保温材料,最优保温层的厚度会随着现值因子增大不断增大,随着采暖度日数增大逐渐增大,随着非保温层热阻值增大不断减小;保温材料不同,最优保温层厚度的差异体现在随着现值因子、采暖度日数增大逐渐增大,随着外墙的非保温层热阻值增大逐渐减小;保温层最优厚度计算结果与实际值拟合度高。     

基于数据分析的楼宇智能节电管理系统

城市中高层楼宇增加是城市内用电量上升的重要因素之一。使用计算机系统对建筑执行能耗量化管理从而控制降低建筑运营过程中所消耗的能量,降低建筑的运营成本,提高能源使用效率,已经成为用户最为关注的问题。已有的楼宇节电管理系统收集建筑内部的信息并通过启发式规则对楼宇的照明、动力、通风、空调、安防等系统进行协调控制及整合,以期达到节能的目的。这类型系统的缺点在于（1）大部分楼宇缺少专职的节电管理机构,没有相关的电能使用及管理的方法。在各个楼宇与电力公司之间还没有形成一个有效的信息共享链,内外信息共享能力差,存在信息孤岛现象（2）系统中的节电模型没有学习过程,不能根据建筑情况的变化,自动调整节电模式。面对这样的情况,该文提出一个基于数据分析的建筑楼宇智能节电系统,该系统（1）使用正态分布拟合用户用能习惯,分析得到用户能耗较高的关键设备,发现设备的耗能过高原因;（2）建立双向交换子系统实现楼宇与电力公司之间的信息交换,并根据电力公司生产计划及时调整楼宇用能策略。在天津动漫大厦实际运行结果显示,该文设计的智能节电系统可以有效的节省楼宇中的电力损耗。     

隧道照明系统辅助设计与优化分析软件研发

为提高公路隧道照明系统设计的效率和节能水平,基于IESNA LM-62标准的灯具配光数据文件,并以逐点法为照度和亮度计算方法,在VB.net平台中开发面向公路隧道的照明系统辅助设计与优化分析软件.软件包括的功能有:基于车流量、洞外亮度和运行车速的三因素动态调光、各照明区段的长度与亮度分析、灯具回路设计与模式搜索法安装参...     

基于天空模型的公共场所照明智能控制

公共场所照明具有全天候、多应用、能耗大的特点;掌握任意时间的天空亮度分布情况是充分利用自然光、实现智能照明的基础;基于国际照明委员会(CIE)给出的天空亮度计算公式,建立自然光对公共照明区域产生的天空照度模型;引入数学和光学相关原理建立公共场所人造光和自然光的混合模型;利用改进蚁群算法求解模型,得出最佳的灯具亮度组合,实现舒适和及节能的综合最优;最后,选择典型的大跨度带天窗建筑物为采光对象完成仿真实验,实验结果验证该策略的有效性。     

BIMification: How to create and use BIM for retrofitting

Building Information Modeling (BIM) is rapidly advancing as an efficient new approach to cooperative building design and construction. However, BIM methodology is still mainly developed and applied for new building projects. The strong societal needs to improve the quality and the overall performance of the existing building stock, especially with regard to energy use, are yet insufficiently supported by BIM. In this paper we propose a structured approach towards the creation of a building information model of an existing building and its use for the purpose of retrofitting or renovation, based on the standard IFC specification (ISO 16739). It implies a process we define as BIMification. This process undergoes two major stages: (1) Anamnesis, dedicated to the survey and collection of facts about the building, and (2) Diagnosis, dedicated to the analysis and interpretation of the collected facts to obtain the necessary understanding of the building and its performance and prepare for the retrofitting design. The paper outlines the broader research aim that triggered the development of the suggested approach and presents the overall concept and methodology, the ICT platform under implementation and the current state of the work. Discussed are also the scope of the approach, envisaged perspectives and further development efforts.     

Modelling energy efficiency performance of residential building stocks based on Bayesian statistical inference

This paper provides a model based on Integrated Nested Laplace Approximation to predict the energy performance of existing residential building stocks. The energy demand and the discomfort hours for heating and cooling were taken as response variables and five parameters were considered as potentially significant to assess the building energy performance: urban block pattern, street height-width ratio, building class through the building shape factor, year of construction and solar orientation of the main façade. A total of 240 dynamic energy simulations were run varying these parameters, by using the EnergyPlus software with the Design Builder interface, which allowed the response variables to be determined for a set of sample buildings. Simulation results revealed the most and least significant parameters in the energy performance of the buildings. The model developed is a useful decision-making tool in assisting local authorities during energy refurbishment interventions at the urban scale.     

数据仓库在城市公共建筑能耗管理中的应用

当前众多城市公共建筑能耗监测系统中已收集了大量的建筑能耗数据。针对这些数据源存在的各自独立而且分散,不能够提供全局的数据分析环境,不能够有效支持建筑能耗的评估与建筑节能的研究等问题,提出将数据仓库技术应用于城市公共建筑能耗监管系统的解决方法。通过对建筑能耗监测系统的研究,以及对建筑能耗管理的应用需求的调研,建立城市级公共建筑能耗数据仓库的多维数据模型,对主题设计、指标设计和维度模型设计进行了探讨,并在实验阶段已成功构建了某高校公共建筑能耗数据仓库的实例。实验结果表明,该方法能够有效地为建筑能耗的管理与决策提供良好的数据分析环境。     

基于IFC 与gbXML 标准的建筑信息模型与绿色建筑分析软件互操作性测试与评估

绿色建筑和建筑节能是建筑行业可持续发展的重要因素,然而建筑信息模型(BIM) 软件种类繁多、数据标准各异、软件之间的数据传递经常丢失信息。为解决不同软件之间的“信 息孤岛”问题和互操作性问题,分析了基于工业基础类标准(IFC)和gbXML 标准的绿色建筑模型 的结构框架,选取BIM 建模软件ArchiCAD 和绿色建筑性能分析软件Ecotec,对基于IFC 和 gbXML 标准的软件之间的互操作性进行了测试和评估,确定了建筑信息模型在交互过程中的问 题。针对相关问题本文提出了减少IFC 标准中的信息冗余、提高IFC 标准领域层对绿色建筑信 息的支持、提高资源层对相关信息定义的针对性等建议。