温度频率法在夏季空调负荷分析中的应用

阐述了夏季空调冷负荷的简便计算方法———温度频率法，并对郑州豫纺大厦夏季空调冷负荷进行了计算，由此初步探讨了宾馆类建筑空调冷负荷的一些特点。     

基于指标加权K-means++算法的分布式光伏功率波动平抑控制方法

近年来分布式光伏装机容量增长迅速,其快速波动性显著提升了输配网联络线功率波动平抑难度。挖掘分布式资源与柔性负荷的调控潜力成为解决配电网功率波动问题的新思路,但其总体数量大、单体容量小的特点使其难以协同调控。根据功率波动平抑需求构建资源聚类控制指标体系,提出了基于指标加权的分布式资源聚类方法,将海量分布式资源聚合成若干集群;构建以经济性最优为目标、以功率波动率为耦合约束的配电网功率波动平抑控制模型,实时优化资源聚合体调控量,解决了分布式光伏功率波动平抑困难问题。算例仿真验证表明,所提方法有效提升了海量分布式资源协同调控效率,兼顾调控成本与控制效果,提升了分布式光伏功率波动平抑可行性。     

居住建筑夏季空调行为驱动特性的分析方法

为挖掘和发现居住建筑夏季空调行为的驱动特性,依托北京城区某高校28户学生宿舍,开展室内热环境、空调开关状况以及空调行为驱动类型的问卷调查及现场实测,分析统计宿舍空调行为的驱动类型,采用建筑人行为动作模型获得各个宿舍在不同驱动类型下的空调行为概率曲线及其行为特征参数,并分析对比相同驱动类型下空调行为概率曲线的变化趋势,对各个宿舍进行分类,再对同类宿舍空调行为的平均概率进行拟合.研究表明:居住建筑空调行为驱动特性存在明显个体差异,体现在空调行为概率随环境驱动力变化的敏感性上,也即环境驱动力对不同类宿舍的空调行为呈现不同的驱动力度;依据概率变化趋势分类和采用平均概率拟合的方法,对各种驱动类型的空调行为统计归纳出2~4组不同的驱动力度,由此较好地反映出居住建筑夏季空调行为的群体特性.     

建筑群空调冷负荷的确定

通过计算单幢建筑各个房间及建筑群各幢建筑各时刻空调设计冷负荷,分析了各类房间、各类建筑空调设计冷负荷不同时出现,对总负荷的影响。探讨了单幢建筑、建筑群空调设计冷负荷的统计方法。本文所得出的结论,可供空调设计人员参考。     

中央空调系统建筑节能方案研究

针对中央空调系统的建筑节能问题,通过对夏季室外空气温度波对空调建筑物冷负荷的作用的研究,以夏季建筑物空调冷负荷的计算方法为依据,提出了空调建筑物在建筑设计过程中的节能方案,并结合实际建筑的测量数据,对节能方案做了论证.指出合理确定墙体的热惰性,使冷负荷高峰期出现在非工作时间;合理确定墙体保温层的厚度和位置,增大围护结构的传热衰减度等,可以在不增加建筑投资的情况下,达到降低空调冷负荷的目的.     

重庆地区政府办公建筑能耗调查分析

基于对重庆市政府办公类建筑用能现状的调研,对重庆市现有279栋政府办公建筑以节能标准执行时间为界进行了划分,并对其能耗特征分布进行了分析,分析了建筑面积、空调形式、管理体系与政府办公类建筑能耗分布的关系,初步探讨了重庆市政府办公类建筑的用能特征。     

基于模糊C均值聚类算法的区域用电特征分析

某区域内电力用户的用电行为往往会影响该区域电力公司的负荷调度以及分时电价等重要问题的决策.为使得这些决策更符合该区域的实际情况,必须对该区域的用电特征进行分析.针对这一问题,提出了一种基于聚类算法的区域用电特征分析方法.采用模糊C均值算法并结合K-means算法,按照某区域的电力用户分布情况,将数据样本聚类为居民区电力用户、商业区电力用户和工业区电力用户3个类簇,并结合该地区实际用电情况,对得到的类簇负荷曲线进行了分析,得出了该区域不同类型电力用户的用电特征.     

关于电弧炉引起电网电压波动与闪变的评估探讨

大功率波动性负荷会引起电网电压波动而危害其他电工设备,频率在5～12Hz范围内的电压波动,即使只有,但其引起的白炽灯照明的闪变已足以使人感到不舒服,甚至有的人会感到难以忍受.而在各类波动性负荷中,以电弧炉对闪变的影响最大.本文以实际算例分别探究交、直流电弧炉引起的电网电压波动与闪变的评估.     

基于社区能源平台的电力负荷调度

针对当前社区负荷在夏季高峰时段偏高,峰谷差较大的问题,通过调用需求响应资源对社区负荷进行调控.主要研究社区能源平台中的可控电力负荷(居民、商业)调度策略,重点分析电动汽车和空调这两类负荷,在满足用户舒适度的前提下,构建用电成本最低与社区负荷峰谷差最小的多目标负荷优化调度模型.其中对居民变频空调和商业中央空调分别采取温控...     

商业综合体冷站用能分析与优化

商业综合体由于在内部空间结构、功能及人员行为方面的复杂性,其负荷特征、空调运行及室内环境等状况复杂,冷站设计及节能优化需要结合自身特点。首先,针对商业综合体分析其空调使用需求特征,通过室内热湿环境实测分析,发现室内环境较传统商业建筑波动较大,不同业态室内环境有显著差异。其次,通过冷站实际运行工况分析其能耗特征、供冷系统运行模式及问题,发现商业综合体冷负荷稳定、冷站运行时间长、冷机设计容量普遍存在过大的问题。最后,利用DeST软件对两类典型空间分布（环绕型、中庭型）的商业综合体建立模型,分析不同区域、不同时间段的负荷特征,并根据业态负荷或时间负荷特征对冷源设计方案进行优化设计和对比,发现按照业态负荷特征对体量大、业态布局分散且各业态负荷差异大的商业综合体进行冷源设计对冷站节能有利。     

Analysis of Energy Saving Reconstruction of Existing Campus Dormitories in Chongqing——Taking Dormitory Six on Campus B of Chongqing University as An Example

At present, a large number of historic buildings on campus are lack of energy-saving measures from the design time, especially the dormitories. And the reconstruction mostly focuses on functional reorganization or furniture replacement. However, energy efficiency design has not been paid enough attention, which leads to the high building energy consumption and the harsh physical environment. Based on the analysis of climatic characteristics of Chongqing area, taking Dormitory Six on campus B of Chongqing University as an example, the reconstruction of rooms on the top floor and West end are focused to guarantee the equal benefits of the dormitory environment. Through the simulation analysis of the software, on the basis of energy saving reconstruction of common maintenance structure, this thesis discusses the energy saving reconstruction methods and strategies of the existing campus dormitories, which are more suitable for the existing campus dormitories in Chongqing area.     

太阳能冷热电联供系统在城市建筑中的适用性分析

以太阳能冷热电联供集成系统为研究对象,设计了光伏组件、太阳能集热器与冷热电联供集成系统。以传统分供系统为参照对象,通过"以电定热"和"以热定电"两种运行方式,提出了一定区域内光伏组件和太阳能集热器的功率公式,并以节能减排率作为该系统的评价指标来评价太阳能在3种典型城市建筑(办公建筑、商业建筑、住宅建筑)中的合理使用方式。结果表明,以热定电模式运行时,太阳能联供系统在办公建筑中存在太阳能的最佳耦合方式;以电定热模式运行时,太阳能联供系统在不同建筑中均以光伏形式耦合。     

办公建筑内部负荷扰量特性与计算方法

随着建筑围护结构保温性能的逐步提高，以室内人员为代表的内部因素已成为影响建筑负荷的重要不确定性因素，内部负荷扰量（简称内扰）在空调负荷设计中的重要性需要被强调。通过对两栋办公建筑的实地测试发现，办公建筑中人员在室率普遍只有设计人数的40%~60%，设备的实际功率也远低于20 W/m²的概算指标，过大的经验值是造成机组选型偏大的重要原因。重新思考标准中的人员密度系数和设备使用密度系数，以人为核心将建筑内扰负荷结合起来，提出"代表人"的内扰负荷计算方法，并对案例建筑的负荷设计进行修正。相比最大实测冷负荷，修正后的设计冷负荷富余率均在10%以内。     

典型超高层建筑横风向气动力谱的构成分析

通过风洞试验得到典型超高层建筑的横风向脉动风荷载分布,将横风向脉动风荷载作用分解为横向紊流及旋涡脱落2种作用机理的共同作用,分析了横风向气动力谱的构成成分,并将分析结果与高频动态测力天平的结果进行了对比研究．结果表明:横向紊流对横风向气动力谱的贡献较小,而旋涡脱落激励对总横风向气动力谱的贡献较大;在不同风场中这些贡献量会发生改变．根据同步测压试验分解横风向气动力谱的方法可以清楚地解释超高层建筑横风向气动力谱的构成成分．     

物联网技术的办公楼宇照明节能用电系统

依据现有办公楼宇照明方式的用电特点,以物联网技术为核心,充分利用ZigBee无线传感网络的短距离、低复杂度、低功耗、低速率和低成本的特点,研究设计出基于物联网ZigBee技术的节能照明用电系统,有效地避免了办公楼宇传统用电的管理落后,能源浪费等缺点,改善办公楼宇照明用电系统,实现节能环保。     

置换通风与辐射冷顶板复合空调系统的室内热环境研究

以办公室为研究对象,采用数值仿真的方法,研究了置换通风、顶板辐射供冷及其复合系统在不同负荷条件下的室内热环境,给出了不同负荷条件下,室内的垂直温度及流场分布.结果表明,复合系统的舒适性最好,而且其冷板表面结露的危险也比顶板辐射供冷单独运行时小,可适用的冷负荷范围广.负荷较小时,复合系统的通风效率与置换通风单独运行时相当.随着室内冷负荷的增加,其通风效率有降低的趋势.     

不同建筑热工分区办公建筑外围护结构负荷指标影响因素权重

为研究多因素对不同热工分区办公建筑总负荷指标的综合影响,在分析了单一因素对建筑总负荷指标影响规律的基础上,采用层次分析法对分别位于哈尔滨、兰州、重庆、广州的办公建筑负荷指标进行了评价。得到了窗户传热系数K_w、玻璃遮阳系数S_c、窗墙比R在不同热工分区办公建筑总负荷指标影响因素中的权重值,并对此进行了一致性检验。结果表明：对于严寒地区的哈尔滨和寒冷地区的兰州节能建筑,各因素重要程度为R > K_w > S_c;对于夏热冬冷地区的重庆和夏热冬暖地区的广州节能建筑,各因素重要程度为S_c > R > K_w。在建筑结构优化设计中应根据各热工分区负荷影响因素的比重不同进行优先控制相应因素。     

大型办公建筑照明及插座系统电耗逐时使用率聚类分析

逐时使用率对于预测办公建筑照明与插座系统电耗,以及核定节能改造的节能量有十分重要的意义。选取重庆17幢办公建筑作为研究对象,根据建筑全年逐时照明与插座系统的实测电耗数据,计算各建筑全年每个工作日24h的逐时使用率。利用聚类分析方法,根据日逐时使用率的不同,将办公建筑快速分为3类。根据是否经常加班以及午休时是否关闭部分用电设备,可以快速判断办公建筑属于哪一分类。最后对3类建筑分时段计算典型逐时使用率,便于实际应用中快速查询。     

基于AHP的既有建筑改造方案评价方法研究

既有建筑改造是当前建筑业重要的课题之一,集经济、技术和使用体验等多目标为一体的既有建筑综合改造是建筑改造的难题。针对我国既有建筑改造现状和特点,在总结国内外相关研究成果的基础上,构建既有办公建筑改造方案综合评价指标体系,运用层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)对既有建筑改造方案进行综合评价,并结合实际案例进行验证。研究结果表明,该评价体系具有良好的可靠性,能够为既有建筑,特别是公共办公建筑综合改造方案评价提供参考。     

Development and Application of Decision Support Model for the Performance Optimization of Office Buildings Based on Grasshopper

基于Grasshopper的办公楼性能优化决策支持模型的开发与应用

任惠¹,王守龙²

（1. 哈尔滨工业大学 建筑学院,哈尔滨 150001;

2.滨州大学 化学工程与安全系,山东 滨州 256600）

摘要：随着办公建筑面积的增加,办公建筑能耗不断增长。高性能建筑设计有助于节能和绿色建筑的发展。然而,目前高性能建筑设计工具缺乏,工作流程耗时。建筑性能仿真、多目标优化及决策支持模型是高性能建筑设计的新途径。本文提出了一种新的决策支持模型——高性能建筑设计决策模型（HPBuildingDSM）,该模型整合了建筑性能仿真、建筑性能多目标优化等技术,将建筑性能采样与参设计参量敏感性分析进行结合,以设计高性能办公楼。本研究以高性能建筑设计决策模型（HPBuildingDSM）为工具,通过实践案例进行低能耗、高质量的办公建筑设计。

创新点说明：

1）本研究通过Python编程法以及HUMAN UI、LADYBUG&HONEYBEE等插件将建筑性能模拟技术、设计参量敏感性分析技术及建筑性能多目标优化技术整合到Grashopper平台中以实现高性能建筑设计决策模型（HPBuildingDSM）的构建;

2）基于建筑性能模拟技术、建筑设计参量敏感性分析及建筑性能多目标优化等性能优化技术,设计出高性能建筑设计流程,并以此为基础构建高性能建筑设计决策模型（HPBuildingDSM）;

3）研究应用Python编程技术将Gradient Boosting算法置入Grasshopper电池块中以构建建筑设计参量敏感性分析模块,使得建筑性能模拟结果可直接输入至该模块实现建筑设计参量的敏感性分析以获得各种设计参量对建筑性能的敏感度;

4）基于设计所得的高性能建筑设计决策模型（HPBuildingDSM）,对哈尔滨某办公建筑进行建筑性能优化,依托构建的高性能建筑设计决策模型（HPBuildingDSM）进行建筑性能优化设计,基于优化模型所得的性能优化方案较前人研究的性能优化方案性能得到有效提升,可验证研究构建的高性能建筑设计决策模型（HPBuildingDSM）具有较理想应用效果。

关键词：决策支持模型;建筑性能仿真;建筑性能优化;灵敏度分析;高性能建筑设计决策模型（HPBuildingDSM）