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建筑能耗预测的机器学习回归模型研究

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2021年第6期37卷 1098-1106页

作者：李继伟冯国会徐丽沈阳建筑大学市政与环境工程学院辽宁沈阳110168

目的使用回归模型对建筑样本进行机器学习训练,筛选出适用于预测建筑能耗的模型。方法以香港地区1923个商用建筑作为研究对象,通过网络信息收集的方式获取建筑的物理参数、使用参数以及环境参数,采用PCA算法对高维度数据进行降维处理,... 详细信息

目的使用回归模型对建筑样本进行机器学习训练,筛选出适用于预测建筑能耗的模型。方法以香港地区1923个商用建筑作为研究对象,通过网络信息收集的方式获取建筑的物理参数、使用参数以及环境参数,采用PCA算法对高维度数据进行降维处理,并对相关数据进行了归一化处理;选取13种常见的机器学习回归模型作为建筑能耗预测模型,采用平均绝对误差MAE、绝对中位差MAD和决定系数R^(2)作为模型性能评价指标,采用StratifiedKFold分层采样法对总样本进行划分,并对划分后样本进行机器学习训练。结果Bagging、XGBoost、Random Forest、Extra Trees集成学习回归模型对建筑能耗预测的准确性远优于其他9种模型,其中XGBoost有最小的MAE(6.47)和MAD(2.95),Random Forest有最大的R^(2)(0.97)。结论5种集成学习回归模型中除了分类算法外,Bagging、XGBoost、Random Forest、Extra Trees 4种模型对建筑能耗预测较优。XGBoost对数据较为完整的建筑能耗预测准确度最高,Extra Trees对于数据缺失严重的建筑预测准确度优于XGBoost。

关键词：建筑能耗机器学习回归模型集成学习性能评价指标

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人体热感觉实测值偏离预测值的原因分析

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2023年第3期39卷 525-530页

作者：冯国会周梓强宋嘉森何勇沈阳建筑大学市政与环境工程学院辽宁沈阳110168 重庆大学土木工程学院重庆400044

目的研究建筑环境中人体热感觉实测值偏离预测值的原因,明确PMV指标的应用条件和适用场所。方法在工程实践应用中,许多学者发现实测热感觉投票值TSV与预测热感觉投票值PMV有一定偏差,笔者借鉴已有研究,通过查阅相关文献来探寻服装热阻... 详细信息

目的研究建筑环境中人体热感觉实测值偏离预测值的原因,明确PMV指标的应用条件和适用场所。方法在工程实践应用中,许多学者发现实测热感觉投票值TSV与预测热感觉投票值PMV有一定偏差,笔者借鉴已有研究,通过查阅相关文献来探寻服装热阻、新陈代谢率、个体差异、建筑类型、行为习惯等因素对该现象的影响。结果服装热阻和新陈代谢由于影响因素复杂,无法得到准确的量化值,导致人体热感觉预测值的不准确。同时人群个体差异性和建筑类型均会影响人体热感觉预测值的准确性。结论面对复杂多变的热环境舒适性评价问题,不能直接套用PMV模型,应把人为因素和环境因素综合起来考虑。

关键词：预测平均评价热感觉投票热感觉热舒适

东北地区住宅厨房油烟PM_(2.5)分布及操作人员暴露量分析

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2018年第3期34卷 558-565页

作者：李慧星刘昱冯国会沈阳建筑大学市政与环境工程学院辽宁沈阳110168

目的研究住宅厨房油烟PM_(2.5)扩散规律、分布特性及操作人员呼吸处污染物暴露量.方法建立东北地区典型住宅厨房模型,在排烟机恒定运行下,模拟各季节5种典型通风工况,分析厨房油烟PM_(2.5)在操作人员呼吸带截面分布情况,同时引入污染暴... 详细信息

目的研究住宅厨房油烟PM_(2.5)扩散规律、分布特性及操作人员呼吸处污染物暴露量.方法建立东北地区典型住宅厨房模型,在排烟机恒定运行下,模拟各季节5种典型通风工况,分析厨房油烟PM_(2.5)在操作人员呼吸带截面分布情况,同时引入污染暴露模型,计算操作人员污染物暴露量.结果冬季污染物浓度分布最均匀,浓度最大,且操作人员暴露量最大;春季、秋季污染物浓度水平比较一致,操作人员暴露量最小;夏季是否开门对污染物浓度影响较小;各工况操作人员暴露量为2.0×10-5~8.2×10-3.结论暴露量最小值出现在春秋季窗开、门关的工况,与夏季门窗开启相比,春秋季门窗开启时暴露量较小,冬季门窗关闭时暴露量较大.

关键词：住宅厨房油烟细颗粒物呼吸模型污染暴露量

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严寒地区透光补热塔补热特性研究

太阳能学报 2023年第7期44卷 229-234页

作者：黄凯良尹春亚冯国会郝禹翔江明志沈阳建筑大学市政与环境工程学院沈阳110168

提出一种改进的冷却塔逆用为地源热泵补热的方法,以严寒地区太阳能透光补热塔装置为研究对象,建立补热塔数学模型,通过数值模拟和实验测试研究补热塔装置透光结构面积、液-气比、空气流向对补热的影响。结果表明:在补热塔日运行周期内,... 详细信息

提出一种改进的冷却塔逆用为地源热泵补热的方法,以严寒地区太阳能透光补热塔装置为研究对象,建立补热塔数学模型,通过数值模拟和实验测试研究补热塔装置透光结构面积、液-气比、空气流向对补热的影响。结果表明:在补热塔日运行周期内,双侧透光结构补热塔循环水出口温度平均升高0.5℃,换热量增加147.4 kW;综合分析换热效率和能效比可知,液-气比控制在0.58时换热效果最佳;逆流式补热塔比顺流式补热塔的吸热效率高13%,换热量高5.4 kW,进出口循环水温差增加0.6℃,故选用逆流式补热塔。

关键词：冷却塔太阳能地源热泵透光结构面积液-气比逆流式

基于情景分析法的辽东湾新区区域建筑节能减排潜力预测研究

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2021年第3期37卷 542-548页

作者：田川冯国会李帅李环宇沈阳建筑大学市政与环境工程学院辽宁沈阳110168 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院辽宁沈阳110015

目的为实现新区规划阶段区域建筑节能减排,对辽东湾新区区域建筑节能及CO_(2)减排潜力预测进行研究。方法采用情景分析方法,建立LEAP-Liaobin模型,在基准情景和区域能源规划情景中预测能源消费和CO_(2)排放。建立ARIMA(1,1,1)模型和Logi... 详细信息

目的为实现新区规划阶段区域建筑节能减排,对辽东湾新区区域建筑节能及CO_(2)减排潜力预测进行研究。方法采用情景分析方法,建立LEAP-Liaobin模型,在基准情景和区域能源规划情景中预测能源消费和CO_(2)排放。建立ARIMA(1,1,1)模型和Logistic模型并引入LEAP模型中的经济模块和人口模块。修正LEAP模型数据库,根据我国燃料热值计算基于燃料单位质量的碳排放质量系数。结果区域能源规划情景与基准情景相比,2030年一次能源消费减少3.5 PJ,2010至2030年累计减少67 PJ。2010至2030年CO_(2)排放总量下降7.17×10^(5) t,能耗和CO_(2)排放分别降低了79%和45%。结论在新区规划阶段对节能减排潜力进行准确预测能够有效实现区域建筑节能减排。修正模型提高了预测GDP、人口数量和碳排放量的准确性。

关键词：区域能源规划 LEAP模型能耗碳排放情景分析

严寒地区某高校浴池余热回收系统全年运行分析

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建筑科学 2020年第12期36卷 103-109页

作者：李慧星朱天宇冯国会沈阳建筑大学市政与工程学院沈阳110168

针对严寒地区高校浴池用水量大,洗浴废水、废气余热浪费严重,余热排放造成热污染等问题。通过对严寒地区某高校浴池洗浴废水余热回收实际工程研究,利用相关仪器对系统进行测试,测试参数包括:污水进、出口平均温度、热泵机组入水口温度... 详细信息

针对严寒地区高校浴池用水量大,洗浴废水、废气余热浪费严重,余热排放造成热污染等问题。通过对严寒地区某高校浴池洗浴废水余热回收实际工程研究,利用相关仪器对系统进行测试,测试参数包括:污水进、出口平均温度、热泵机组入水口温度、热水箱入口温度等,确定机组制热性能系数(COP)、洗浴废水余热利用率,对全年运行工况进行分析,研究系统机组余热回收利用情况和制热性能。结果表明:机组全年运行COP在4.8-5.2范围内波动,系统年均COP为4.87,机组高效节能。浴区室内空气热余热回收量在0.6-1.1 GJ范围内波动,夏季、过渡季数值较冬季高。夏季及过渡季洗浴废水余热利用率可以达到80%以上。与集中供热供应热水方式相比,冬季开启电加热情况下系统供应热水满足温度要求,节约标准煤0.269 t/d,高于全年均值0.245 t/d,全年碳排放量减少41.25 kg。回收洗浴废水、废气等低品位余热用于严寒地区公共浴池制备热水是一种高效的余热利用方式。

关键词：余热回收技术严寒地区高校浴池全年分析低品位余热

某超低能耗建筑地源热泵夏季运行的调试与运行问题分析

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建筑科学 2020年第6期36卷 50-55页

作者：冯国会赵佳绩黄凯良沈阳建筑大学沈阳110168

以某超低能耗示范建筑为例,结合该示范建筑地源热泵系统夏季运行的数据,分析了地源热泵系统供回水温差大、机组COP值小的问题并提出解决方案;根据运行数据,测试期间累计制冷量约为54 650.8 kW·h;前期地源热泵供回水温差在15℃左右,机组... 详细信息

以某超低能耗示范建筑为例,结合该示范建筑地源热泵系统夏季运行的数据,分析了地源热泵系统供回水温差大、机组COP值小的问题并提出解决方案;根据运行数据,测试期间累计制冷量约为54 650.8 kW·h;前期地源热泵供回水温差在15℃左右,机组COP值在2.5~3.75之间,解决后供回水温差在2~4℃左右,机组COP值在4.0~5.0之间。通过本次运行测试分析,为超低能耗建筑中的地源热泵的合理运行提供参考。

关键词：超低能耗建筑地源热泵能耗 COP值问题分析

严寒地区空气源热泵耦合电磁能系统模拟运行研究

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第2期40卷 322-329页

作者：冯国会贾敏张磊李旭林赫娜沈阳建筑大学市政与环境工程学院辽宁沈阳110168

目的为了促进空气源热泵耦合电磁能供热系统在严寒地区住宅建筑中的应用,研究该系统的运行性能和稳定性。方法以沈阳地区某住宅建筑为例,应用Trnsys软件建立了空气源热泵耦合电磁能供热系统仿真模型,并用实测值对模型进行了验证;深入... 详细信息

目的为了促进空气源热泵耦合电磁能供热系统在严寒地区住宅建筑中的应用,研究该系统的运行性能和稳定性。方法以沈阳地区某住宅建筑为例,应用Trnsys软件建立了空气源热泵耦合电磁能供热系统仿真模型,并用实测值对模型进行了验证;深入探讨空气源热泵耦合电磁能供热系统在供热期的运行特点,并与空气源热泵和电磁能供热系统分别进行比较。结果空气源热泵耦合电磁能供热系统模型可靠,相对误差可以控制在15%以内;在供热期,室内平均温度可保持在17.97~21.84℃;空气源热泵耦合电磁能供热系统比电磁能供热系统的COP提高了59.17%,空气源热泵耦合电磁能供热系统CO_(2)减排量比空气源热泵和电磁能供热系统分别提高1.47%和59.50%。结论空气源热泵耦合电磁能供热系统运行和COP变化更为稳定,系统环境效益更佳,室内热舒适性更高。

关键词：空气源热泵电磁能系统 COP 严寒地区耦合系统

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新型太阳能集热器设计与测试研究

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2017年第2期33卷 354-362页

作者：冯国会王禹涵黄凯良梁栋沈阳建筑大学市政与环境工程学院辽宁沈阳110168

目的研究太阳能热水技术,以原有板式集热器为研究对象对其结构进行分析、集热效率进行测试,从而研发一款廉价不易损坏的新型太阳能板式集热器,并对其集热效率、蓄热能力等进行测试与评估.方法将成熟板式集热器进行拆解,分析其结构与工... 详细信息

目的研究太阳能热水技术,以原有板式集热器为研究对象对其结构进行分析、集热效率进行测试,从而研发一款廉价不易损坏的新型太阳能板式集热器,并对其集热效率、蓄热能力等进行测试与评估.方法将成熟板式集热器进行拆解,分析其结构与工作原理,从而研发新型板式集热器,其主要技术特征为利用毛细管与水泥砂浆的优势互补;以水作为传热工质,通过测量集热器进出水口处水温,计算其集热效率等性能参数.结果新型集热器的制作成本大幅下降,缩短了资金回收期,瞬时集热效率达到42%,在太阳辐射照度为850 W/m^2的情况下可将水加热至43℃.结论利用毛细管增加工质与集热器的接触面积以及水泥砂浆的蓄热能力使得新型板式换热器的集热效率和集热时间得到提高,并且集热器制作成本的下降也对推广太阳能产业发展具有重要意义.

关键词：太阳能板式集热器集热效率低成本