上海地区夏季居民空调器使用行为及能耗模拟研究

我国上海地区的住宅空调能耗受"部分时间、部分空间"的使用模式影响较大,传统能耗模拟软件中采用的固定作息法无法对人员行为的随机性进行描述,研究该地区住宅空调能耗需要对人的行为进行更为准确的描述与模拟。本研究基于DeST能耗模拟软件中马尔可夫链的人员移动模型和动作概率触发模型的人行为模块,通过由实际调研采集到的人行为数据计算住户的移动模型和开关空调的动作概率模型,并对住宅空调能耗进行模拟。将模拟结果与实测数据进行对比,模拟结果说明人行为模型可以较好地描述上海地区住宅居民夏季空调行为,解释目前该地区住宅空调能耗水平整体较低的现状。     

办公建筑个体舒适装置使用行为研究

通过受试者实验对办公环境中人员使用个体舒适装置的热舒适状态及使用行为规律进行了分析,用条件概率模型对使用行为进行了描述。对上海某办公建筑中的人员位移进行了现场实测,获得了人员移动规律。应用得到的使用行为模型和位移模型对该办公建筑进行了建筑环境模拟,分析了个体舒适装置的节能潜力。结果表明,使用个体舒适装置可以使夏季空调设定温度提高2.0℃,冬季降低2.5℃,使空调供暖供冷能耗降低25%～40%。     

建筑用能人行为模型的XML描述方法研究

建筑中的人行为是指人员在室内外行走移动以及对建筑设备进行操控的行为;人员移动与操控动作可以用随机模型来定量化描述,它们是影响建筑实际使用方式及能耗的主要因素之一。本文根据目前国内外建筑人行为定量描述及刻画模型的研究现状,提出了建筑人行为定量描述的扩展标识语言架构(ob XML Schema),给出了影响建筑能耗的人行为定量因素分析,以及ob XML核心节点描述,较全面地刻画了建筑人员用能行为关键元素及模型参数;同时完成了建筑用能人行为模块的ob XML接口开发,为建筑人行为能耗模拟、软件开发研究提供了一套有效的国际标准数据交换语言及实现方法。     

室内环境控制相关的人员动作描述方法

人是建筑系统的主动参与者和房间设备的使用者,通过开关窗户、开关窗帘、开关灯、开关空调等动作对房间设备和室内环境进行调节和控制。这些行为决定了房间设备的运行状态,也直接影响建筑室内环境和运行能耗。本文提出一种基于条件触发和分段条件概率函数的室内人员动作描述方法,它能够全面反映人行为随机、环境反馈、事件相关、及不同动作之间关联等特征。以此模型为基础,容易与建筑能耗模拟软件实现集成,对人员动作、设备运行状态、室内环境等进行耦合模拟,从而定量刻画这些行为对建筑室内环境与运行能耗的影响。     

办公建筑中人员用能行为的分类模式

针对人员用能行为的差异性,对天津某办公建筑内不同人员对空调和照明设备的使用习惯展开了问卷调查及现场监测。结果显示,人员对于开启空调和照明的阈值不同,接受的温度和照度范围不同。利用k-means聚类算法将建筑内人员分为敏感型、中等型和不敏感型3类,并利用威布尔三参数模型分别对每类人员进行建模,最终得到设备开启的概率时刻表,以此作为模拟工具的输入,可将建筑能耗模拟的精度提高20%以上。此外,对环境敏感度不同人员的空调和照明设备开启概率的差异性较大,因此在建立人员行为模型之前对人员进行分类十分必要。     

办公建筑空调使用行为定义研究

空调用能行为是影响空调使用能耗的重要因素之一。如何定义及描述建筑中空调使用行为是准确进行建筑空调能耗模拟、空调系统运行能效分析等工作的重要基础,而不同研究目的通常又需要采用不同的行为参数来进行分析。鉴于此,本文以办公建筑中空调使用行为为对象,针对大样本统计分析、小样本案例研究、以及能耗模拟/节能诊断3种不同的研究目的,分别进行了空调使用行为的定义研究。在大样本统计分析中,鉴于大规模调研过程中数据采集的难度,仅定义了有限的几个参数以描述空调系统的使用时间和空间使用特征。在小样本案例分析中,综合考虑数据收集难度和分析详细程度两者的平衡,对空调使用时间、使用空间、以及设定温度进行了参数定义。对于建筑能耗模拟,针对建筑模拟输入参数的要求,定义了多种子模式,分别描述空调主机、风系统、水系统等各子系统的使用时间、使用空间、设定温度、控制逻辑等方面的运行特性和内在规律。最后,通过一栋办公建筑案例分析,将上述定义用于该案例空调使用模式的量化描述,并对比分析了不同使用模式对空调能耗的影响。针对不同研究目的进行空调使用行为定义,将有助于准确进行建筑空调能效的量化分析。     

住宅使用模式对住宅建筑供暖空调能耗影响的模拟分析

本文以上海地区某普通住宅建筑为例,通过模拟计算发现不同住宅使用模式对供暖空调能耗的影响很大:在不影响室内人员舒适性的前提下,2种不同住宅使用模式之间的能耗差距可达到1倍多。可以认为住宅使用模式是影响供暖空调能耗的主要因素。该结果说明建筑节能工作的开展不仅要重视建筑本身的节能性,同时也应关注由于人的行为所造成的不同住宅使用模式对能耗的影响。     

办公建筑多联机能耗现状调研及分析

本文对上海及南京的多栋办公建筑多联机空调系统进行了能耗调研及分析。调研数据表明,多联机全年能耗强度中位数约为35.9 k W·h/(m~2·a)。对于绝大多数的办公建筑,其加班能耗为总能耗的20%以上。此外其单位面积年度能耗强度不随着建筑体量的增大而增加。月度能耗强度制冷、制热期均近似符合正态分布,但非参数概率密度函数能更好的描述月度能耗强度分布,其对应累积概率函数能够描述高能耗强度数值的发生概率。经计算可知,供暖期月度能耗强度高于5.5 k W·h/m~2的发生概率为5.8%,而供冷期月度能耗强度高于8.5 k W·h/m~2的发生概率仅为2%。     

基于协同仿真的人行为能耗模拟方法

在目前的建筑能耗模拟中,房间内人员数量、建筑设备的开关状态等信息主要采用简单的固定作息来描述,不能实现人员活动的随机性、复杂性和多样性等行为的定量刻画。开发了一个人行为功能模型单元(obFMU),实现了基于功能模型接口(FMI)标准的obFMU与能耗模拟软件的协同仿真;并通过建筑人行为空调开关操控算例说明了obFMU协同仿真的使用方法与适用性。     

基于动作的住宅夏季空调开启行为研究

鉴于住宅空调运行状况对空调能耗的重要影响,从人员对住宅空调开和关的两个控制动作层面,准确刻画住宅建筑实际的空调行为尤为重要。本研究针对北京城区33户住宅卧室和客厅房间的内38台分体空调,基于房间温、湿度现场测试和人体热感觉、人员作息的问卷调查数据,从居住者对空调开启动作的角度,研究分析住宅夏季的空调开启行为。分析探讨空调开启行为随时间的变化及与当前时刻室内热湿环境的相互关系,进一步从热刺激持续时间对人体热感觉存在影响的角度,引入空调开启率的概念并计算分析各台分体空调开启率随室内空气温度的变化,由此分析发现5类典型的住宅空调开启行为,并对这5类空调开启行为的特征分别进行定量的描述。     

基于不确定性量化分析的超低能耗建筑空调系统运行能耗研究

由于实际建筑运行条件复杂多变,单一工况点下的建筑空调系统运行能耗模拟计算结果往往与实测数据偏差较大。为准确评估上海一栋超低能耗建筑空调系统的运行能耗,应用不确定性量化分析方法对其进行了分析研究,使用累积概率对建筑空调系统运行能耗进行了概率估计。对影响空调系统运行能耗的参数进行了不确定性辨析,确定了参数概率分布及取值范围;在此基础上,使用DesignBuilder对空调系统运行能耗进行了不确定性量化分析。经计算可知,在95%的概率下,该建筑空调系统全年单位面积运行能耗约为25 kW·h/(m~2·a)。     

北京地区夏季空调使用行为测试分析

通过北京某住宅小区中5户的空调使用情况进行长期测试,对测试结果和大量调研数据进行分析,分别讨论了室内外温度、室内湿度、个人偏好、人员在室情况、室内冷量保留时间等因素对空调使用行为的影响,最终得到最节能和最耗能两种极端的空调使用模式,并与宴测能耗进行比较,发现宴际住户空调能耗比最节能模式空调能耗高很多,证明通过调整人员行为减少空调制冷能耗的空间很大,对减少建筑能耗具有重要意义。     

既有建筑节能改造是降低供暖空调总能耗的唯一途径

既有建筑量大面广,围护结构保温、气密性能差,供暖空调能耗高。随着人民生活水平的不断提高和大量房屋的兴建,供暖空调能耗增长很快。对既有建筑进行节能改造可大幅度降低供暖空调能耗,并可扩大供暖空调规模,从而供暖空调建筑面积增加,但总能耗却下降。1既有建筑节能改造的必要     

基于量纲分析的既有建筑供暖空调能耗模型

分析了既有建筑供暖空调能耗的主要影响因素,利用量纲分析理论建立了能反映供暖空调能耗与其相关影响因素之间关系的能耗模型,得出了能耗的数学解析式.以一实际建筑为例,根据模型计算得到的2007年的供暖空调能耗与实际能耗的偏差在4%以内.     

办公空间空调使用行为多人模型研究

多人办公室中,空调使用行为受到不同人员之间的交互影响,目前尚未有合适的模型可以进行准确描述。提出了多人空调使用行为的模型建立方法:利用直觉模糊偏好关系描述个体行为偏好及意愿,通过主观评价方法构建反映多人之间社会关系的层次结构,并结合群体决策方法对多人商议过程进行描述,从而建立多人模型。空调运行模拟结果与实测结果具有很高的相似度,能够充分反映实际空调运行状态的动态变化特征,表明多人模型对于空调使用行为的模拟有效可靠。     

空调行为描述中驱动数据分组方式探讨

以北京某高校学生宿舍热时开空调的行为为例,基于建筑人行为描述的动作模型,针对作为热时开空调行为驱动力的室内温度,开展驱动数据分组方式的探讨研究。在房间室内温湿度、人员在室情况及空调运行情况现场测试和问卷调查的基础上,分析指出传统的以.5℃或.0℃作为温度区间分隔点的数据分组方式有可能会导致不合理的结果,说明驱动数据合理分组的关键在于保证各个温度区间样本数量、进而空调行为概率的准确估计。对此,应用统计学抽样分布理论,计算获得能够可靠估计总体比例分布、也即空调行为概率所需的样本数量,再结合测试仪器精度,从温度区间间隔大小确定和温度区间中间点定位两个层面,分析确定出建筑空调行为分析描述中有关驱动数据合理分组的方法,并进一步结合实测案例,分析说明本研究所讨论驱动数据分组方法的可靠性和有效性。     

建筑空调行为环境驱动力的案例分析研究

以北京城区某学生宿舍内的学生个体为研究对象,针对不同触发条件的空调运行情况,研究夏季空调行为的环境驱动力。分别对5种不同的空调运行情况进行了空调开、关动作发生概率函数和概率曲线的拟合分析,确定了概率函数的自变量(即相应的环境驱动力)。     

基于马氏链与事件的室内人员移动模型

人员是建筑房间中各类设备使用调节的主体,其是否在室不仅影响室内发热量大小,通常也是设备使用调节行为发生的先决条件。为了准确模拟建筑热环境及室内设备的运行能耗,必须首先准确描述建筑中的房间人员状况。本文提出一种基于马尓可夫链和事件的室内人员移动模型,用于描述和模拟人员个体在建筑中的位置移动过程。该方法可有效反映建筑中各房间人员状况随时间的随机变化规律,并为室内发热量及设备使用行为的模拟计算提供了基础。     

窗墙比对住宅供暖空调总能耗的影响

以上海地区的居住建筑为研究对象,采用DeST软件对建筑全年的供暖、空调能耗进行了动态模拟,研究分析在不同朝向下,窗墙比对建筑全年供暖能耗、全年空调能耗以及全年供暖、空调总能耗的影响规律。结果表明,东(西)、北向窗墙比的加大会导致建筑全年供暖、空调总能耗的增加;在夏季采用外窗遮阳和有效夜间通风的条件下,南向窗墙比的加大有利于建筑全年供暖、空调总能耗的降低。     

湿热地区住宅分体空调的人行为控制节能案例模拟研究

人行为对建筑的实际能耗有着重要影响,是近年来建筑节能研究的热点。本文基于现有调查数据拟合得到我国湿热地区夏季人的空调控制行为模型及其相关参数,继而以福州的典型住宅建筑为例,采用DeST工具包对高温天气下分体空调的人行为控制及能耗进行模拟。计算结果表明相比于全时开启模式,人控制间歇性使用模式可减少空调能耗49.7%。本研究对人用能行为引导和空调设计有一定的参考意义。