基于数据的建筑能耗分析与建模

对建筑能耗数据进行深入分析,提出了建立建筑电力能耗模型的方法.首先对建筑能耗进行了分项计量,统计了建筑逐时照明能耗数据,办公设备能耗数据以及办公人数,同时调查了建筑管理控制方式.经过分析可知,办公设备能耗数据与办公人数线性相关,而照明能耗数据与办公人数以及太阳辐射强度相关,但为非线性关系.根据不同类型数据的特点,分别建立了线性回归模型以及决策树模型.该模型可以预测建筑能耗并评估建筑管理方式对能耗的影响.     

基于分项实时监测的建筑能耗数值分析

大型公共建筑的用电量超过社会建筑总用电量的30%,是建筑节能监管和改造的主要对象,但目前大部分公共建筑的实时分项能耗数据还未被掌握。利用数据采集、通讯等相关技术和设备建立了一套建筑能耗数据采集系统,通过对40栋目标建筑进行能耗分项监测,获得了大量的建筑能耗实时分项数据。对建筑的结构和使用信息进行统计,结合获得的实际能耗数据确定影响建筑能耗的诸多因子。通过多元线性回归分析方法对建筑能耗和影响因子进行分析,得到影响这40栋建筑能耗的主要因子,并建立了相应的能耗预测模型,通过与实测数据对比,模型对同种功能类型建筑的能耗起到了较准确的预测作用。此模型可为部分公共建筑的定额用能和超定额加价以及节能改造提供参考。     

基于BIM的建筑热环境分析

为了研究气候变化对建筑寿命和建筑环境的影响,提出一种分析建筑能耗的新方法。首先运用Revit软件建立3D建筑模型,并形成建筑特殊体量以及耗材信息模型,将生成的gbXML文件链接到能耗分析软件ECOTECT中,依据该模型信息对相应的区域进行参数设置,通过给出的气象数据的预测模型进行深入分析,得出该建筑热工能耗衰减趋势,并直观反映设计参数对建筑的影响。     

基于BIM技术的建筑能耗模拟分析——以陕南农村建筑为例

以陕南地区某砖混建筑为例,根据实际调研情况,利用BIM绿色分析软件Ecotect建立模型A。结合《节能标准》的各种指标限值赋予软件模拟的模型B,进行A、B建筑能耗模拟计算及对比,发现模型B的逐月能耗及全年各项能耗值均低于模型A。研究结果表明:《节能标准》的各种指标限值有利于节能;模型B建筑各项能耗降幅不大,建筑本身能耗除了与建筑围护结构有关系,还与其他因素如体形系数、窗墙面积比等相关;在建筑节能设计时,应综合考虑墙体、门窗、屋面以及它们之间的关系。     

重庆城市居住建筑能耗预测模型

为了研究重庆市居民住宅建筑能耗的影响因素,通过问卷调查匹配居民实际能源消耗,借助SPSS软件,运用相关分析和多元回归分析对影响居民建筑能耗各因素与能耗的关系进行实证研究,得出常住人口、人均建筑面积、制冷空调和电脑台数总和和夏季空调降温方式4个因素与建筑能耗有显著相关性,据此建立居住建筑能耗预测的多元线性回归模型,并运用历年实际能耗消费数据对模型拟合效果进行检验,研究结果表明:模型拟合预测年能耗与实际统计年能耗符合度达95%左右,说明能耗影响模型的预测结果具有较高的预测精度和较好的拟合效果;居住建筑能耗预测模型可为国家区域能源规划、相关能源政策的制定提供有力的数据支持。     

建筑空调系统能耗监测动态分析模型与优化控制方法

针对大型建筑空调系统能耗监测与能效优化控制问题,通过分析建筑物与外界环境的能量交换、室内温变过程的动态特征和变化机理,考虑随机不确定性因素的影响,建立了以温度、湿度等为变量的建筑物空调能耗过程随机动态模型,分析了建筑物空调能耗与室内外环境热交换的平衡制约关系.以建筑物舒适度指标作为能耗控制目标,建立空调能耗最小的优化控制模型,分析了系统优化途径;根据建筑物实际监测数据,应用动态回归方法探讨了如何确定建筑空调能耗模型的结构与参数,通过实际数据分析与模拟仿真结果的比较验证了模型的正确性.     

基于PCA-MLR的公共建筑能耗报警阈值计算

为提高建筑能耗监测系统的运行管理效率,提出一种基于PCA-MLR的公共建筑能耗报警阈值计算方法.首先根据建筑的实际使用情况对能耗进行分类处理,接着以温度、含湿量、风速等8个环境因素作为初始变量,通过主成分分析,提取5个主元.在此基础上,分别建立不同类型能耗的多元线性回归模型.对模型进行F检验,并与单一元线性回归模型进行对比,模型精度较高.将方法用于公共建筑能耗监测系统,系统运行正常可靠,误报警少,强化了系统的报警性能.     

能耗预测导向的建筑能耗异常数据识别与修复

建筑能耗异常数据处理是对建筑能耗进行准确预测的前提。为有效处理建筑能耗异常数据,利用基于机器学习的K-means和KNN(K-nearest neighbor)算法,对上海某酒店建筑2017年7月的逐时能耗数据进行了异常识别和修复。通过建立长短期记忆网络模型,利用处理后的能耗数据预测了该建筑2017年8月首周的逐时能耗数据。预测结果表明,提出的建筑能耗异常数据识别与修复方法能准确识别并修复建筑能耗异常数据,从而显著提高后续能耗预测的效果。     

建筑能耗与环境监测系统标准化数据提取技术

目前,中国国内的建筑能耗和环境参数监测并未形成统一的标准,不同的能耗监测系统互不兼容,导致绝大部分的建筑能耗与环境监测数据无法有效集成和融合,造成了数据资源的严重浪费。该文首先定义了面向建筑动态监测数据的能耗与环境参数数据模型,并提出了建筑动态能耗数据的提取与集成的方法,同时开发与实现了相应的建筑能耗数据提取软件模块,并在实际工程中进行了验证。最后,对此技术的相关问题和应用前景进行了讨论。     

基于灰色层次模型的嵌入式软件能耗优化方法评价研究

随着可移动嵌入式系统大量而广泛的使用,嵌入式软件能耗已成为嵌入式系统设计的一个重要因素,而如何评价嵌入式软件能耗优化方法的综合效果是一项重要工作.针对评价过程中信息不完备性和不确切性的问题,采用基于层次灰色评价理论建立的评价模型,通过仿真实验数据分析在源程序结构级的优化方法对嵌入式软件三项指标(包括能耗、运行时间以及指...     

基于支持向量机的办公建筑逐时能耗预测

针对建筑运行能耗非线性和不确定性强的特点,提出一种基于支持向量机的办公建筑逐时能耗预测方法.采用单变量模型检验法确定模型输入变量,引入网格搜索方法优化模型超参数.使用模型拟合误差的置信区间来描述建筑运行能耗的不确定性.采用实际办公楼案例对所提出的预测方法进行验证.结果表明:网格搜索优化后的模型平均绝对百分比误差(MAPE)降低31.3%,取得更高的模型精度;加入置信区间后不同季节中MAPE均低于1.5%,体现了建筑的运行波动.该方法可为建筑运行诊断及优化提供参考.     

夏热冬冷地区围护结构热工性能节能分析

选取夏热冬冷地区7个典型城市住宅为研究对象,建立了一个6层居住建筑模型,利用能耗模拟软件VisualDOE4.0,分析了屋面、窗户、遮阳及外墙围护结构各部件热工性能对建筑能耗的影响.通过正交试验进行综合节能措施方案设计,分析不同围护结构组合方案的建筑能耗及节能率变化,最终确定优化组合方案,超过建筑节能25%的目标.模拟计算结果与实测结果吻合得很好,充分验证了模拟计算的正确性.     

激光熔覆系统能耗建模分析方法研究

针对增材制造过程耗能机理复杂和能耗难以预测的问题,开展激光熔覆系统能耗建模分析方法的研究.根据激光熔覆系统的工作原理及能耗特性,将其分为激光发生器系统、冷却系统、机械臂控制柜、送粉系统以及辅助系统等5部分,通过理论分析和实验规律研究得到各部分能耗模型及系统整机能耗模型.最后通过316L不锈钢试件的激光熔覆实验对能耗模型和比能耗进行分析,结果表明,能耗和比能耗的预测结果与实验测量结果误差分别为1.37%和2.17%,从而验证了模型的准确性和有效性.该模型可用于激光熔覆系统能耗预测、工艺路线改善,实现绿色发展等,所提方法也可为其他增材制造技术相关能耗研究提供参考.     

基于EETP指标的居住建筑围护结构能耗研究

为了对围护结构设计进行评价,采用数学方法建立居住建筑围护结构能耗及热工性能评价(EETP)指标,该评价指标包含建筑几何参数、热工参数、气象参数、制冷与制热系统的运行时间和能效比.以上海地区为例,建立了EETP指标与围护结构累计耗冷量、耗热量及制冷、制热、全年能耗的计算公式,算例表明该算法简单准确;与夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准中的规定性指标对比,得出满足该标准最低要求时上海地区围护结构EETP全年指标的极限值为0.871W/(m3.K).     

大型公共建筑能耗监控系统研究

建立一个大型公共建筑能耗监测平台,获取建筑各分类分项能耗数据.能耗数据传输至数据中心进行分析处理,把分析处理结果通过网页以图表等形式对外公布.系统按功能分为数据采集子系统、数据传输子系统和数据处理子系统.基于能耗数据监测平台应用模糊控制技术对建筑能耗引入监控环节,约束大型公共建筑的能源消耗,提高建筑运行能效.     

基于建筑能耗特征的城市建筑碳减排研究——以深圳市为例

使用DeST模型, 对深圳市典型民用建筑类型的能耗进行模拟, 归纳出各类型建筑能耗的时空特征。结果显示: 深圳市各类民用建筑能耗特征表现出较大的时空异质性, 居住建筑的单位面积能耗小, 但总量大; 商业建筑虽然数量相对较少, 但单个建筑体量大, 且单位面积能耗大, 因此总量不容忽视; 办公建筑对模型参数变化最敏感, 节能潜力大。结合深圳市“十三五”发展规划, 对深圳市建筑碳减排策略提出以下建议: 1) 全面打造智慧城市, 建立、健全建筑能耗监测体系, 更科学地管理能耗行为; 2) 全面普及绿色建筑, 在对新建民用建筑全面执行绿色建筑标准的同时, 重视老建筑的节能改造, 根据不同类型建筑的能耗特征, 分别采取部分改造、拆除重建、优化房间组合以及提高能耗效率等措施。     

上海市大型公共建筑能耗的贝叶斯统计分析

在建筑能耗的计量过程中,积累了大量的实时能耗数据.这些数据的特点是数量大、噪声大,存在缺失和测量误差等.如何分析和应用如此海量数据,是一个极具挑战性的问题.以2015年上海市大型建筑的电耗数据为研究对象,通过建立多层贝叶斯模型,对各类型大型建筑的月平均单耗、年平均单耗进行估计.该结果将可以帮助政府监管部门对建筑节能工作进行有效评价.     

基于IPv6校园的仪器设备能耗监控平台

为了有效地监控和管理高校仪器设备,对设备的能耗数据进行采集,以数据分析结果为依据为高校发展提供科学管理和智能决策支持.通过物联网和IPv6技术,部署智能硬件对仪器设备能耗数据进行计算和采集,以层次化结构为指导设计了松耦合的平台体系结构,采用Web服务作为数据上传和硬件控制的中间件,提出了相关的能耗分析算法对数据进行处理和分析.搭建了基于IPv6的校园仪器设备能耗监控平台,通过图形化界面展示数据分析和统计结果,实时显示仪器设备的能耗和运行状态.该平台能有效地监控仪器设备的能耗数据,有助于实现精细化管理并对节能减排和提高能源利用率提供技术保障.     

装配式与现浇住宅基于全寿命周期的热力学与环境影响评价研究

以北京市某装配式民用住宅楼作为研究对象,建立装配式住宅全寿命周期能耗、耗及CO_2排放量的热力学计算模型。基于调研数据,应用此模型计算出该栋装配式住宅全寿命周期各个阶段的能耗、耗及CO_2排放量;并与传统现浇混凝土住宅进行对比分析,作出能比变化曲线。针对装配式住宅特点,建立围护结构形成阶段热力学计算模型。结果表明,该装配式住宅围护结构形成阶段三项数据均高于现浇住宅;且能比较高,装配式住宅建造需要消耗大量高品位能源。拆除阶段装配式住宅建材高回收利用率有效降低能耗及CO_2排放量。假定建筑50年使用年限,全寿命周期内装配式住宅总能耗及CO_2排放量分别减少15.0%、12.6%;但能比略高于现浇住宅。建立的围护结构形成阶段热力学计算模型能客观评价两类住宅该阶段在能源消耗、能源结构及对环境影响的差异,结合装配式住宅全寿命周期热力学计算模型分析对装配式住宅节能设计有指导意义。     

基于统计年鉴和网络大数据的房屋竣工面积估算

选择北京市年鉴中的若干数据指标,构建经济社会因子体系,采用偏最小二乘回归、LASSO回归和RBF神经网络3种模型,对2017和2018年北京市房屋竣工面积进行预测.由于各年鉴数据统计渠道和指标粒度不同,且2019年建筑业部分指标数据的公布存在延迟,难以用模型拟合的方式对该年度竣工面积做出估计.因此,利用爬虫技术获取高质量数据,并深入挖掘网络数据中的信息,通过互联网大数据估算北京市房屋竣工面积.首先,建立基于网络大数据的建筑数据获取框架,通过调用服务接口和关键字搜索等技术,爬取北京地区8类建筑物的属性数据;然后,利用正则表达式和条件过滤,对网页返回的HTML非结构化数据进行抽取和清洗;最后,对2019年北京市房屋竣工面积及各功能分区的竣工面积做出估算.