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随机人行为对办公建筑节能性能影响分析

随机人行为对办公建筑节能性能影响分析

作者：何亚玲湖南大学

学位级别：硕士

建筑中的能源相关人行为包括人员移动行为和人员动作行为,对建筑能耗影响显著。商业典型建筑模型(Commercial Prototype Building Models,CPBM)由美国能源部(Department of Energy,DOE)开发,被用来分析ASHRAE 90.1节能标准的节能效果。... 详细信息

建筑中的能源相关人行为包括人员移动行为和人员动作行为,对建筑能耗影响显著。商业典型建筑模型(Commercial Prototype Building Models,CPBM)由美国能源部(Department of Energy,DOE)开发,被用来分析ASHRAE 90.1节能标准的节能效果。然而,在CPBM模型中,人行为的输入是确定的,人行为在“不同时间、不同空间、不同人员”下的随机性、动态性和多样性没有被完全表征。本文拟以CPBM中型办公建筑模型为例,针对ASHRAE 90.1-2016和ASHRAE90.1-2019美国16个气候区的CPBM建筑模型,定义随机人行为模型,并将其集成到建筑模型中,完善原有模型平台,最后分析随机人行为对办公建筑能耗以及ASHRAE 90.1标准节能率的影响。本文主要内容如下:首先,搭建Energy Plus建筑模型与ob FMU人行为模型的基础模型。简介Energy Plus建筑模型的几何形状、围护结构、室内热扰、空调系统设置、以及天气文件等参数。为了准确刻画人行为在“不同时间、不同空间、不同人员”下的随机性,分析建筑的空间划分与人员作息设定的局限性,将各热区重新划分为多个子空间。使用人行为功能模型单元(occupant behavior functional mock-up unit,ob FMU)建立随机人员移动模型与人员动作模型(包括照明开关行为、室内设备使用行为、采暖/制冷温度设定行为)。其中,考虑到人员节能意识的高低,设定了节俭型、正常型和浪费型三种人员动作模型。然后,搭建Energy Plus建筑模型与ob FMU人行为模型的协同仿真模型。使用Energy Plus平台的模型编辑器IDFEditor对基准模型(正常型模型)进行处理,包括错误警告的排查、温控器调节行为模型的搭建、设备参数的替换、Energy Plus外部接口的激活、人行为作息的替换、Energy Plus的模拟设置,用于搭建节俭型/浪费型建筑模型。开发出一个可快速且准确生成人行为模型的程序(occupant behavior e Xtensible Markup Language-generator,ob XML-generator),用于构建节俭型/浪费型人行为模型文件。通过XML语言创建Energy Plus建筑模型与ob FMU人行为模型的协同仿真设置文件,以匹配Energy Plus建筑模型与ob FMU人行为模型。使用Energy Plus运行64个协同仿真模型(节俭型和浪费型)以及32个基准模型(正常型),最终输出建筑能耗与人行为作息。最后,验证ob FMU随机人行为模型的有效性后,使用美国加权能耗统计方法计算三种行为模型的建筑能耗与节能率,分析人行为对办公建筑能耗以及ASHRAE 90.1标准节能率的影响。结论如下:(1)自定义人员位移模型能够很好地反映“不同时间、不同空间、不同人员”移动行为的随机性。自定义人员动作模型能耗关系满足“节俭型行为的多样性。(2)随机人行为对中型办公建筑能耗的影响可观,与正常型模型相比,节俭型模型可节省约29%的一次能源消耗,而浪费型模型多消耗了约36%的一次能源消耗。浪费型模型的一次能源消耗大约为节俭型模型的1.5～2.1倍。(3)将ASHRAE 90.1-2016版升级到2019版时,节俭型、正常型和浪费型模型的一次能源消耗节能率分别为5.59%、4.78%、4.42%。随机人行为对中型办公建筑节能率的影响微弱,但在一定程度上会有利于高耗能建筑的节能与减排。希望本研究所得结论能够为建筑节能标准的制定与改进以及建筑能耗模拟研究提供一定的借鉴意义与参考价值。

关键词：人行为建筑性能模拟 ASHRAE 90.1 EnergyPlus obFMU

湿热地区住宅分体空调的人行为控制节能案例模拟研究

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建筑科学 2018年第4期34卷 19-24,77页

作者：张志昆福建省建筑科学研究院福州350025 福建省绿色建筑重点实验室福州350025

人行为对建筑的实际能耗有着重要影响,是近年来建筑节能研究的热点。本文基于现有调查数据拟合得到我国湿热地区夏季人的空调控制行为模型及其相关参数,继而以福州的典型住宅建筑为例,采用DeST工具包对高温天气下分体空调的人行为控制... 详细信息

人行为对建筑的实际能耗有着重要影响,是近年来建筑节能研究的热点。本文基于现有调查数据拟合得到我国湿热地区夏季人的空调控制行为模型及其相关参数,继而以福州的典型住宅建筑为例,采用DeST工具包对高温天气下分体空调的人行为控制及能耗进行模拟。计算结果表明相比于全时开启模式,人控制间歇性使用模式可减少空调能耗49.7%。本研究对人用能行为引导和空调设计有一定的参考意义。

关键词：人行为湿热地区空调间歇性空调曲线拟合 DeST 建筑模拟

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建筑中人行为模拟研究现状和展望

建筑科学 2015年第10期31卷 178-187页

作者：燕达丰晓航王闯 Hong Tianzhen William O’Brien H.Burak Gunay Farhang Tahmasebi Ardeshir Mahdavi 清华大学建筑节能研究中心北京100084 劳伦斯伯克利国家实验室卡尔顿大学维也纳技术大学

人行为是影响建筑能耗的重要因素,近几年成为建筑能耗模拟领域的研究热点。在过去的几十年中已有大量的相关研究,致力于通过实测建立事件或环境相关的人行为模型,但是,目前的人行为研究中还需要进一步发展,以满足工程实际的需要。本文... 详细信息

人行为是影响建筑能耗的重要因素,近几年成为建筑能耗模拟领域的研究热点。在过去的几十年中已有大量的相关研究,致力于通过实测建立事件或环境相关的人行为模型,但是,目前的人行为研究中还需要进一步发展,以满足工程实际的需要。本文回顾了人行为研究的研究现状,总结了在研究方法上现存的问题,从数据采集、模型建立、模型验证和软件开发4个从建模到应用的阶段,提出了人行为研究的未来展望。并讨论了人行为研究中尚存在的一些共性问题,例如:在实测中应进一步探讨采样的规模和实验室研究的可行性,建立人行为模型时应明确模型面向的应用层次,合理的数学形式、参数选择的方法、多因素多行为多人的模拟等尚待研究,针对模型的验证应以实际应用为指向确定验证的指标,采取科学有效的验证方法,以及在人行为相关软件的开发中,应定义良好的软件结构和接口,建立统一的描述框架,以相对独立的模块形式实现和模拟软件的交互。希望这些探讨能为将来的人行为研究提供新的思路,以推动人行为和建筑能耗模拟事业的发展。

关键词：人行为建筑模拟建筑能耗

基于人行为模型的住宅小区冷负荷模拟方法研究

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建筑科学 2018年第10期34卷 18-25页

作者：安晶晶燕达洪天真孙开宇清华大学建筑节能研究中心北京100084 劳伦斯伯克利国家实验室建筑技术与城市系统部

近年来,我国的区域供冷系统在城市住宅小区中得以广泛应用。大多数系统存在选型偏大的现象,初投资浪费、系统运行效率低,造成能源的浪费。因此,准确预测区域建筑的冷负荷是应用区域供冷系统亟待解决关键问题之一。现在常用域供冷设计中... 详细信息

近年来,我国的区域供冷系统在城市住宅小区中得以广泛应用。大多数系统存在选型偏大的现象,初投资浪费、系统运行效率低,造成能源的浪费。因此,准确预测区域建筑的冷负荷是应用区域供冷系统亟待解决关键问题之一。现在常用域供冷设计中常采用负荷模拟算法均对人行为做了简化处理,不能全面反映不同用户由于人行为造成的负荷差异性,可能造成系统负荷的不合理估计。为了探究人行为对于住宅小区尖峰负荷、总负荷等方面的影响程度,本文基于实测和问卷调研数据对武汉市某住宅小区建立DeST模型并展开模拟,对比了采用详细的人行为模型与全时间全空间模型、固定作息模型的模拟结果,及实测结果的冷负荷差异,结果表明过于简化的人行为模型会造成系统尖峰负荷和总负荷的过大估计,考虑人行为差异的模型更贴近实际测试结果。本研究也对此方法在住宅小区冷负荷模拟应用展开了探讨。

关键词：人行为住宅小区负荷 DeST 冷负荷设备选型

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建筑用能人行为模型的XML描述方法研究

建筑科学 2015年第10期31卷 71-78页

作者：孙红三洪天真王闯丰晓航燕达清华大学北京100084 劳伦斯伯克利国家实验室

建筑中的人行为是指人员在室内外行走移动以及对建筑设备进行操控的行为;人员移动与操控动作可以用随机模型来定量化描述,它们是影响建筑实际使用方式及能耗的主要因素之一。本文根据目前国内外建筑人行为定量描述及刻画模型的研究现状... 详细信息

建筑中的人行为是指人员在室内外行走移动以及对建筑设备进行操控的行为;人员移动与操控动作可以用随机模型来定量化描述,它们是影响建筑实际使用方式及能耗的主要因素之一。本文根据目前国内外建筑人行为定量描述及刻画模型的研究现状,提出了建筑人行为定量描述的扩展标识语言架构(ob XML Schema),给出了影响建筑能耗的人行为定量因素分析,以及ob XML核心节点描述,较全面地刻画了建筑人员用能行为关键元素及模型参数;同时完成了建筑用能人行为模块的ob XML接口开发,为建筑人行为能耗模拟、软件开发研究提供了一套有效的国际标准数据交换语言及实现方法。

关键词：人行为定量描述方法建筑能耗模拟 XML语言

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隐性弓形虫感染对人行为影响及可能机制概述

中国病原生物学杂志 2012年第2期7卷 155-157页

作者：汪涛汤自豪赵志军九江学院基础医学院病原生物学教研室江西九江332000 宁夏医科大学总医院医学实验中心宁夏银川750004

本文综述了弓形虫感染对人行为的影响及其可能的机制,以期为进一步揭示寄生虫感染与宿主行为的关系提供参考。

关键词：弓形虫感染人行为影响机制综述

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基于协同仿真的人行为能耗模拟方法

暖通空调 2016年第11期46卷 62-67页

作者：孙红三王闯丰晓航燕达洪天真陈毅兴清华大学美国劳伦斯伯克利国家实验室

在目前的建筑能耗模拟中,房间内人员数量、建筑设备的开关状态等信息主要采用简单的固定作息来描述,不能实现人员活动的随机性、复杂性和多样性等行为的定量刻画。开发了一个人行为功能模型单元(obFMU),实现了基于功能模型接口(FMI)标准... 详细信息

在目前的建筑能耗模拟中,房间内人员数量、建筑设备的开关状态等信息主要采用简单的固定作息来描述,不能实现人员活动的随机性、复杂性和多样性等行为的定量刻画。开发了一个人行为功能模型单元(obFMU),实现了基于功能模型接口(FMI)标准的obFMU与能耗模拟软件的协同仿真;并通过建筑人行为空调开关操控算例说明了obFMU协同仿真的使用方法与适用性。

关键词：建筑能耗模拟人行为功能模型接口协同仿真 EnergyPlus

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建筑人行为模拟中的重复模拟和时间步长

暖通空调 2017年第9期47卷 19-26页

作者：丰晓航燕达王闯清华大学

以办公建筑中人员的空调行为为例,在能耗模拟软件DeST中集成不同的人行为模型,讨论了建筑中人行为模拟的重复模拟和时间步长。采用统计方法对计算次数结果进行了分析,提出合理的重复计算次数,以减少随机性对计算的影响,以及通过不同时... 详细信息

以办公建筑中人员的空调行为为例,在能耗模拟软件DeST中集成不同的人行为模型,讨论了建筑中人行为模拟的重复模拟和时间步长。采用统计方法对计算次数结果进行了分析,提出合理的重复计算次数,以减少随机性对计算的影响,以及通过不同时间步长下的空调能耗比较,提出在建筑中人行为模拟合理的时间步长的方法框架。尝试提出了确定建筑中人行为模拟合适的重复模拟和时间离散的框架。

关键词：人行为建筑能耗假设检验重复模拟时间步长

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面向应用的随机人行为模型检验方法研究

暖通空调 2017年第9期47卷 1-10页

作者：丰晓航燕达王闯清华大学

在建筑能耗模拟领域中,已有许多定量描述人行为的模型,但尚未形成检验模型准确性的科学统一方法。以若干照明模型为例,提出了一种面向应用的随机人行为模型检验方法。该方法从模型的应用角度出发,提出了相应的指标,并通过对比多次模拟... 详细信息

在建筑能耗模拟领域中,已有许多定量描述人行为的模型,但尚未形成检验模型准确性的科学统一方法。以若干照明模型为例,提出了一种面向应用的随机人行为模型检验方法。该方法从模型的应用角度出发,提出了相应的指标,并通过对比多次模拟结果与实测结果,对模型进行检验。

关键词：人行为模型检验建筑模拟建筑能耗照明模型