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基于物联网与BIM的室内多维信息监测与可视化方法研究

基于物联网与BIM的室内多维信息监测与可视化方法研究

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作者：张梦烁大连理工大学

学位级别：硕士

为了给人们提供舒适的生产、生活、工作和学习环境,建筑在运营阶段消耗了大量能源,因此在建筑运营期进行合理的能耗管理是节约能源的有效途径。由于对建筑内部环境、人员和设备等信息掌握不足,目前大部分建筑节能策略采取约束建筑室内... 详细信息

为了给人们提供舒适的生产、生活、工作和学习环境,建筑在运营阶段消耗了大量能源,因此在建筑运营期进行合理的能耗管理是节约能源的有效途径。由于对建筑内部环境、人员和设备等信息掌握不足,目前大部分建筑节能策略采取约束建筑室内人员行为的方法,迫使室内人员被动地服从节能改造措施。这类方法给建筑室内人员带来极大的不便。针对这一问题,本研究合理运用物联网、现代通讯技术、BIM技术和各式传感器,提出一种精度高、经济性好的室内多维信息监测与可视化方法,构建包含室内环境信息和室内人员位置信息监测的建筑可视化运维监控平台,分析建筑能耗表现与室内环境、人员信息之间的内在关联,提出符合室内人员行为习惯和感官舒适度要求的人性化节能策略。本研究从定位精度、传输距离、成本、技术稳定性、布局复杂性方面对主流室内定位技术进行比选,确定运用基于Wi-Fi信号的室内定位方法获取人员位置信息。对Wi-Fi信号进行中值滤波处理,选择对数距离路径损耗模型与最大似然法计算室内人员的位置坐标。采用HTML5+CSS3+Java Script+ECharts的技术框架建立室内多维信息集成与可视化前端界面,实现建筑环境、能耗、空间利用率、人员位置信息及人员舒适度的可视化。选择大连市某高校图书馆和综合实验楼作为案例验证了本方法的可行性、可靠度和精确度。基于所监测到的建筑室内多维信息,分析人员在建筑内的停留时间、数量变化、聚集规律及热舒适度,在建筑照明节能、日常运行维护、建筑布局优化等方面提出了针对性建议。研究中提出的建筑室内多维信息监测与可视化方法能够应用于各类建筑中长期收集建筑室内环境、能耗及室内人员行动相关信息,揭示室内人员行动与建筑表现的关联性。建立的建筑运维数据库能够细化BIM模型,支持持续开展建筑能耗评估与优化管理。建筑室内多维信息的可视化管理有利于管理者掌握建筑运行维护状态,科学优化设备及调整运行策略。本研究对促进绿色建筑发展、响应国家可持续发展战略具有重要的科学与现实意义。

关键词：建筑节能建筑信息监测室内定位技术物联网可视化方法

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