【摘 要】
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建筑节能是实现低碳经济的关键环节,其重要性不言而喻。空调系统用于改善建筑室内热环境,节能潜力巨大。基于建筑热环境温湿需求控制空调系统是建筑节能的有效方法,但环境状态感知的偏差问题和环境控制效果的滞后问题是亟待解决的两大难题。因此,本文通过优化传感器节点布局采集到高精度准确的全面性环境数据;研究全域感知节点温湿度在空间和时间的变化规律来模拟预测室内热环境状态;根据全域温湿预测数据指导室内热环境温湿联
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建筑节能是实现低碳经济的关键环节,其重要性不言而喻。空调系统用于改善建筑室内热环境,节能潜力巨大。基于建筑热环境温湿需求控制空调系统是建筑节能的有效方法,但环境状态感知的偏差问题和环境控制效果的滞后问题是亟待解决的两大难题。因此,本文通过优化传感器节点布局采集到高精度准确的全面性环境数据;研究全域感知节点温湿度在空间和时间的变化规律来模拟预测室内热环境状态;根据全域温湿预测数据指导室内热环境温湿联合控制,并实验验证上述方法对建筑热环境全域温湿控制过程节能性和控制效果的影响。本文结合实际工程项目要求,深入分析了片烟库室内热环境控制过程中的问题,并提出了相应的改进方法。（1）针对原环境监测系统传感器节点布局不合理造成采集数据不准确、精度低和不全面的问题。本文基于计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）构建高精度建筑热环境仿真模型,用温度、湿度和风速数值来表征建筑能量;针对CFD模型网格和数据冗杂的问题,从网格数目和数据维度两方面简化数据形成感知节点;选取特殊代表性的感知节点部署温湿度传感器,构建温湿度感知系统对温湿度数据采集、储存和管理。（2）原空调系统基于传感器节点实时采集的环境数据控制设备,造成控制精度低和控制效果滞后的问题。本文采用空间滑窗方法简化CFD模型,形成形状规则均匀分布的全域感知节点;建立感知节点与传感器节点的空间映射关系,根据传感器采集数据模拟全域感知节点温湿度分布;建立全域感知节点的时间映射关系,由前时间序列数据预测后时间序列数据,反馈建筑热环境未来状态。（3）针对原空调系统对局部热环境控制效果不佳的问题。本文基于环境预测数据分析整体和局部区域的环境需求和能耗需求;在原系统基础上改进设备功能和通风系统工作模式实现温湿联合控制;从建筑能耗和综合效益两方面实验验证新系统的节能性和控制效果。综上所述,本文以某片烟库为目标建筑,优化建筑室内传感器节点部署方法,建立精确的温湿度感知系统;构建全域分布的感知节点并采用数据驱动方法模拟预测感知节点温湿度变化;分析建筑环境需求和空调系统工作原理以实现建筑热环境温湿联合控制,并实验证明新方法对空调系统节能性和控制效果的提升。
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