BIM环境下集成用户行为的建筑能耗设计研究

作     者：陈宁宁 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：骆汉宾

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：建筑能耗 BIM技术 用户行为 Agent技术 集成设计 

摘      要：随着建筑能耗在社会总能耗的占比呈持续增长趋势,世界各国愈加重视对建筑能耗的预测分析与运营控制。而建筑能耗预测精度与控制效果受到维护结构、HVAC(Heating,Ventilation and Air Condition)系统和用户行为等多方面因素的影响。目前,学者们在建筑能耗预测领域做了大量的研究与实践工作,分析不同因素对能耗的影响。但针对用户行为因素的研究与应用,多集中在建筑的运营阶段,而在建筑设计阶段,集成用户行为因素进行能耗研究和应用的工作相对不足。因此,在建筑设计阶段,集成用户行为因素进行能耗预测是本文研究的重点。本文在研究中,首先对用户行为、BIM(Building Information Modeling)技术和集成设计技术进行理论分析。针对能耗分析过程对用户行为研究和应用的不足,利用BIM技术的信息集成优势,在BIM环境下建立集成用户行为的建筑能耗设计框架。其次,本文先后从两方面对用户行为进行分析:用户移动行为和用户用能行为。对用户移动行为分析采用事件机制,通过BIM模型和智能体(Agent)技术,建立基于事件的用户移动行为模型。再次,在BIM模型和用户移动行为模型的基础上,建立用户用能行为模型,模拟室内环境、人员和设备三者之间的交互作用,得出室内人员和设备运行工况的时间序列信息。最后,本文以武汉市某办公建筑为例,在BIM环境下集成用户行为后,进行建筑能耗分析,并与传统能耗计算值和实测值进行比对,得出在能耗分析时考虑用户行为的能耗预测值更加接近实际值的结论,说明本文在BIM环境下建立的集成用户行为的建筑能耗分析方法更加合理。此外,从用户类型、用电设备和办公规模三个层次进行节能潜力分析,为运营阶段进行能耗控制提供依据,从用户的角度丰富节能分析内容。本文通过上述研究,探索能耗分析过程,借鉴集成设计思路对传统建筑能耗设计流程进行优化。将用户用能行为在BIM虚拟建筑环境中进行事前分析,并作为能耗预测的输入数据,研究结果对探索如何提高能耗预测准确性具有借鉴意义。