考虑用户行为的办公建筑能耗仿真研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:tliyantttt
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人均用能匮乏是我国社会和经济发展面临的战略性重大问题。随着经济的高速发展和城市化进程的不断加速,我国建筑数量逐年上升,2014-2016年我国建筑施工新开工项目数分别为41.3、48.6、61.7万个,未来每年新开工项目数约为60万个。其中,办公建筑是我国建筑能耗主体和节能重点。而办公建筑能耗的巨大差异,除了与建筑本身建筑结构及材料外,与建筑内设备的使用情况以及人的行为也有着极为紧密的联系。本研究首先以复杂适应系统与多主体建模方法为研究理论,探究了办公建筑内能耗组成元素、用户使用特征以及空调系统能耗等影响办公建筑能耗的影响因素,之后引入了以用户用能行为为基础的办公建筑能耗仿真框架,并在此基础上,以AnyLogic为工具,将该模型框架进行计算机实现、证明其适用性的可行性验证以及能耗优化策略效果检验实验。本研究旨在形成具有通用性的、可再现用户与建筑动态交互行为的仿真模拟模型,为办公建筑能耗优化以及定量分析用户行为对能耗影响提供实验基础。针对办公建筑的能耗问题,本研究从办公建筑能耗的组成元素入手,分析并合理反映和完整刻画组成元素之间的复杂联系;同时从个人移动以及个人行动两方面对用户使用特征进行定量描述,从而保证用户与办公建筑动态交互的模拟和计算,并总结了后续研究中对办公建筑能耗建模的特点及难点,为仿真模型框架的构建提供理论基础。之后,本研究引入了复杂系统以及多主体建模方法,通过对办公建筑能源消耗现实系统的深入考察,以用户用能行为为基础,建立办公建筑能耗仿真模型。通过对用户、电器设备等各微观主体在能耗系统中的行为规律以及互相作用的动态过程建模,细致地刻画用户与其他主体的动态交互过程对办公建筑能耗产生的影响。最后,利用AnyLogic仿真工具,对模型进行计算机实现,根据典型场景,设计仿真环境的系统状态变量及参数化映射方案,通过对具体能耗实例的重现,证明模型的合理性与有效性;结合典型场景探究显著影响因素,消除随机性影响,并设计一系列以能耗优化为目的的策略仿真组合实验,证明了照明管理策略、用户交互模型以及激励节能政策对办公建筑能耗的影响。初步的研究成果表明,可以通过多主体建模方法建立微观视角下的办公建筑能耗系统的仿真模型,为办公建筑能耗管理研究提供科学实验的途径;在一系列策略仿真实验运行后,不仅证实了用户的用能行为也是能源消耗的主要影响因素,肯定了人的行为对能耗的重要影响,同时也发现了管理策略、用户交互以及节能激励政策对办公建筑能耗的影响。
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