CN110298104A - 一种采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于节能建筑设计技术领域，公开了一种采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理***及方法，包括：环境数据采集模块、供电模块、中央控制模块、耗能计算模块、参数模拟模块、节能报告生成模块、节能评估模块、显示模块。本发明通过耗能计算模块基于分组之后的建筑物进行能耗识别，能够更准确的识别出能耗超标建筑物和节能建筑物，有利于降低城市建筑物能耗，提高节能工作的靶向性；同时，通过节能评估模块际可行，计算方便，并可以灵活调整评价指标和标准，便于实现电算化，通过建立评价指标的物元模型，描述可观事物的特征，并以定量的数值表示评价结果，能够直观准确的反映出建筑物的节能水平。
Description
技术领域
本发明属于节能建筑设计技术领域，尤其涉及一种采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理***及方法。
背景技术
节能建筑是指遵循气候设计和节能的基本方法，对建筑规划分区、群体和单体、建筑朝向、间距、太阳辐射、风向以及外部空间环境进行研究后，设计出的低能耗建筑。现行建筑节能设计标准对建筑***护结构热工性能的规定性指标，水平较低，仅仅是实现现阶段节能50％目标的需要，距离舒适性建筑的要求甚远，与发达国家的差距很大。随着我国经济的发展，建筑节能设计标准将分阶段予以修改，建筑***护结构的热工性能会逐步提高。由于建筑的使用年限长，到时按新标准再对既有建筑实施节能改造是很困难的，因此应贯彻超前性原则，特别是夏季酷热地区，建筑***护结构(屋顶、外墙、外门外窗)的热工性能指标应突破节能设计标准规定的最低要求，予以适当加强，应控制屋顶和外墙的夏季内表面计算温度。然而，现有建筑物能耗没有细分能源消耗的数据处理方法，以及公开区域能耗标准的获取方法，并不能明确指出某栋建筑的能耗水平；同时，不能准确对建筑节能效果进行评估，影响对建筑的设计。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有建筑物能耗没有细分能源消耗的数据处理方法，以及公开区域能耗标准的获取方法，并不能明确指出某栋建筑的能耗水平；同时，不能准确对建筑节能效果进行评估，影响对建筑的设计。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理***及方法。
本发明是这样实现的，一种采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理***，所述采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理***包括：
环境数据采集模块，与中央控制模块连接，用于通过传感器采集建筑环境光、声、热、气流的数据信息；
供电模块，与中央控制模块连接，用于通过太阳能电池板、风力发电机将太阳能、风能转化为电能为建筑供电；
中央控制模块，与环境数据采集模块、供电模块、耗能计算模块、参数模拟模块、节能报告生成模块、节能评估模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
耗能计算模块，与中央控制模块连接，用于通过计算程序计算建筑能源消耗数据信息；
参数模拟模块，与中央控制模块连接，用于通过模拟程序对采集的环境数据进行模拟到建筑设计上；
节能报告生成模块，与中央控制模块连接，用于通过生成程序将模拟结果生成节能报告；
节能评估模块，与中央控制模块连接，用于通过评估程序对建筑节能进行评估；
显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示采集的建筑环境数据、能耗计算数据、模拟信息。
进一步，所述节能报告生成模块包括：
提取单元，用于提取模拟结果数据，设定的标准数值范围与节能报告模板；
存储单元，用于存储设定的标准数值范围与节能报告模板以及模拟结果数据；
比较单元，用于将模拟结果数据与设定的标准数值范围进行比较，并输出比较结果；
填写单元，用于根据比较结果将模拟结果数据对应的采集的环境数据填入节能报告模板。
本发明的另一目的在于提供一种基于所述的采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理***的采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理方法，所述采用数字模拟进行节能建筑设计的综合方法包括以下步骤：
步骤一，通过环境数据采集模块利用传感器采集建筑环境光、声、热、气流等数据信息；通过供电模块利用太阳能电池板、风力发电机将太阳能、风能转化为电能为建筑供电；
步骤二，中央控制模块通过耗能计算模块利用计算程序计算建筑能源消耗数据信息；
步骤三，通过参数模拟模块利用模拟程序对采集的环境数据进行模拟到建筑设计上；
步骤四，通过节能报告生成模块利用生成程序将模拟结果生成节能报告；
步骤五，通过节能评估模块利用评估程序对建筑节能进行评估；
步骤六，通过显示模块利用显示器显示采集的建筑环境数据、能耗计算数据、模拟信息。
进一步，所述采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理方法的耗能计算方法如下：
1)通过环境数据采集模块获取建筑物群中每个建筑物的环境参数，并通过监测设备获取能耗数据；
2)将环境参数相同或相似的建筑物划分为同组；
3)确定一个组的建筑物能耗标准；
4)基于所述组的建筑物能耗标准，识别所述组内的能耗超标建筑物和/或节能建筑物。
进一步，所述采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理方法的环境参数包括：自然环境参数和/或社会环境参数；
所述自然环境参数包括：建筑物所处地理位置、建筑物的室内外温度、建筑物的室内外湿度、建筑物的室内外气压值、建筑物的室内的空气质量值、建筑物的室内外二氧化碳浓度值中的一种或多种；
所述社会环境参数包括：建筑物所属的行政区域、建筑物所属的楼宇业态、建筑物所属的建筑结构、建筑物的竣工年代、建筑物采用的能源类型、建筑物的能源使用***、建筑面积、使用建筑物的人员数量中的一种或多种。
进一步，所述采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理方法将环境参数相同或相似的建筑物划分为同组，包括：
将符合第一预设环境参数的建筑物划分为同一组，得到初筛组；
将初筛组中符合第二预设环境参数的建筑物划分为同一组，得到至少一个二次分组。
进一步，所述采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理方法的节能评估方法如下：
(1)通过模拟程序以室内温度为常数，计算该建筑的冷热负荷，确定***和设备的逐时能耗值，输入建筑参数，并模拟建筑物采暖和空调的热过程；
(2)根据气象数据和建筑围护结构的热工特性和居住习惯，计算房间的冷热负荷，以及日光、照明和热水的能耗，并以周边全年热负荷系数作为减小建筑围护结构能量损失的节能指标；
(3)利用负荷计算的结果，计算室内设计的温湿度条件下新风量、冷热水量和电负荷的数据，并计算满足单元***程序要求的采暖通风和空调设备；
(4)通过建筑物围护结构各方向经太阳辐射得热、遮阳和通风修正后的开窗面积与建筑***护结构总面积的比值得出等价开窗率，并以此作为节能设计的指标；
(5)对屋面性能参数、外墙性能参数和外窗性能参数的围护结构性能参数进行一次方程式的能耗计算；
(6)综合以上计算结果，得到建筑性能的具体指标，并通过列表和数据模型的方式进行显示。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理***的信息数据处理终端。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过耗能计算模块将与环境参数相同或相似的多个建筑物划分为同组，将可以进行能耗对比的建筑物划分成一个组，组内的建筑被认为具有相同的外部能耗条件，因此组内的建筑能耗对比可以反映建筑自身的能耗情况，本发明基于分组之后的建筑物进行能耗识别，能够更准确的识别出能耗超标建筑物和节能建筑物，有利于降低城市建筑物能耗，提高节能工作的靶向性；同时，通过节能评估模块际可行，计算方便，并可以灵活调整评价指标和标准，便于实现电算化，通过建立评价指标的物元模型，描述可观事物的特征，并以定量的数值表示评价结果，能够直观准确的反映出建筑物的节能水平。
附图说明
图1是本发明实施例提供的采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理方法流程图。
图2是本发明实施例提供的采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理***的结构示意图；
图中：1、环境数据采集模块；2、供电模块；3、中央控制模块；4、耗能计算模块；5、参数模拟模块；6、节能报告生成模块；7、节能评估模块；8、显示模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的技术方案作详细的描述。
如图1所示，本发明提供的采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理方法包括以下步骤：
S101：通过环境数据采集模块利用传感器采集建筑环境光、声、热、气流等数据信息；通过供电模块利用太阳能电池板、风力发电机将太阳能、风能转化为电能为建筑供电；
S102：中央控制模块通过耗能计算模块利用计算程序计算建筑能源消耗数据信息；
S103：通过参数模拟模块利用模拟程序对采集的环境数据进行模拟到建筑设计上；
S104：通过节能报告生成模块利用生成程序将模拟结果生成节能报告；
S105：通过节能评估模块利用评估程序对建筑节能进行评估；
S106：通过显示模块利用显示器显示采集的建筑环境数据、能耗计算数据、模拟信息。
如图2所示，本发明实施例提供的采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理***包括：环境数据采集模块1、供电模块2、中央控制模块3、耗能计算模块4、参数模拟模块5、节能报告生成模块6、节能评估模块7、显示模块8。
环境数据采集模块1，与中央控制模块3连接，用于通过传感器采集建筑环境光、声、热、气流等数据信息。
供电模块2，与中央控制模块3连接，用于通过太阳能电池板、风力发电机将太阳能、风能转化为电能为建筑供电。
中央控制模块3，与环境数据采集模块1、供电模块2、耗能计算模块4、参数模拟模块5、节能报告生成模块6、节能评估模块7、显示模块8连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作。
耗能计算模块4，与中央控制模块3连接，用于通过计算程序计算建筑能源消耗数据信息。
参数模拟模块5，与中央控制模块3连接，用于通过模拟程序对采集的环境数据进行模拟到建筑设计上。
节能报告生成模块6，与中央控制模块3连接，用于通过生成程序将模拟结果生成节能报告。
节能评估模块7，与中央控制模块3连接，用于通过评估程序对建筑节能进行评估。
显示模块8，与中央控制模块3连接，用于通过显示器显示采集的建筑环境数据、能耗计算数据、模拟信息。
进一步，节能报告生成模块6包括：提取单元、存储单元、比较单元、填写单元；
提取单元，用于提取模拟结果数据，设定的标准数值范围与节能报告模板；
存储单元，用于存储设定的标准数值范围与节能报告模板以及模拟结果数据；
比较单元，用于将模拟结果数据与设定的标准数值范围进行比较，并输出比较结果；
填写单元，用于根据比较结果将模拟结果数据对应的采集的环境数据填入节能报告模板。
本发明提供的耗能计算模块4计算方法如下：
1)通过环境数据采集模块获取建筑物群中每个建筑物的环境参数，并通过监测设备获取能耗数据；
2)将环境参数相同或相似的建筑物划分为同组；
3)确定一个组的建筑物能耗标准；
4)基于所述组的建筑物能耗标准，识别所述组内的能耗超标建筑物和/或节能建筑物。
本发明提供的环境参数包括：自然环境参数和/或社会环境参数；
所述自然环境参数包括：建筑物所处地理位置、建筑物的室内外温度、建筑物的室内外湿度、建筑物的室内外气压值、建筑物的室内的空气质量值、建筑物的室内外二氧化碳浓度值中的一种或多种；
所述社会环境参数包括：建筑物所属的行政区域、建筑物所属的楼宇业态、建筑物所属的建筑结构、建筑物的竣工年代、建筑物采用的能源类型、建筑物的能源使用***、建筑面积、使用建筑物的人员数量中的一种或多种。
本发明提供的将环境参数相同或相似的建筑物划分为同组，包括：
将符合第一预设环境参数的建筑物划分为同一组，得到初筛组；
将初筛组中符合第二预设环境参数的建筑物划分为同一组，得到至少一个二次分组。
本发明提供的节能评估模块7评估方法如下：
(1)通过模拟程序以室内温度为常数，计算该建筑的冷热负荷，确定***和设备的逐时能耗值，输入建筑参数，并模拟建筑物采暖和空调的热过程；
(2)根据气象数据和建筑围护结构的热工特性和居住习惯，计算房间的冷热负荷，以及日光、照明和热水的能耗，并以周边全年热负荷系数作为减小建筑围护结构能量损失的节能指标；
(3)利用负荷计算的结果，计算室内设计的温湿度条件下新风量、冷热水量和电负荷的数据，并计算满足单元***程序要求的采暖通风和空调设备；
(4)通过建筑物围护结构各方向经太阳辐射得热、遮阳和通风修正后的开窗面积与建筑***护结构总面积的比值得出等价开窗率，并以此作为节能设计的指标；
(5)对屋面性能参数、外墙性能参数和外窗性能参数的围护结构性能参数进行一次方程式的能耗计算；
(6)综合以上计算结果，得到建筑性能的具体指标，并通过列表和数据模型的方式进行显示。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理***，其特征在于，所述采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理***包括：
环境数据采集模块，与中央控制模块连接，用于通过传感器采集建筑环境光、声、热、气流的数据信息；
供电模块，与中央控制模块连接，用于通过太阳能电池板、风力发电机将太阳能、风能转化为电能为建筑供电；
中央控制模块，与环境数据采集模块、供电模块、耗能计算模块、参数模拟模块、节能报告生成模块、节能评估模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
耗能计算模块，与中央控制模块连接，用于通过计算程序计算建筑能源消耗数据信息；
参数模拟模块，与中央控制模块连接，用于通过模拟程序对采集的环境数据进行模拟到建筑设计上；
节能报告生成模块，与中央控制模块连接，用于通过生成程序将模拟结果生成节能报告；
节能评估模块，与中央控制模块连接，用于通过评估程序对建筑节能进行评估；
显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示采集的建筑环境数据、能耗计算数据、模拟信息。
2.如权利要求1所述的采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理***，其特征在于，所述节能报告生成模块包括：
提取单元，用于提取模拟结果数据，设定的标准数值范围与节能报告模板；
存储单元，用于存储设定的标准数值范围与节能报告模板以及模拟结果数据；
比较单元，用于将模拟结果数据与设定的标准数值范围进行比较，并输出比较结果；
填写单元，用于根据比较结果将模拟结果数据对应的采集的环境数据填入节能报告模板。
3.一种基于权利要求1所述的采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理***的采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理方法，其特征在于，所述采用数字模拟进行节能建筑设计的综合方法包括以下步骤：
步骤一，通过环境数据采集模块利用传感器采集建筑环境光、声、热、气流等数据信息；通过供电模块利用太阳能电池板、风力发电机将太阳能、风能转化为电能为建筑供电；
步骤二，中央控制模块通过耗能计算模块利用计算程序计算建筑能源消耗数据信息；
步骤三，通过参数模拟模块利用模拟程序对采集的环境数据进行模拟到建筑设计上；
步骤四，通过节能报告生成模块利用生成程序将模拟结果生成节能报告；
步骤五，通过节能评估模块利用评估程序对建筑节能进行评估；
步骤六，通过显示模块利用显示器显示采集的建筑环境数据、能耗计算数据、模拟信息。
4.如权利要求3所述的采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理方法，其特征在于，所述采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理方法的耗能计算方法如下：
1)通过环境数据采集模块获取建筑物群中每个建筑物的环境参数，并通过监测设备获取能耗数据；
2)将环境参数相同或相似的建筑物划分为同组；
3)确定一个组的建筑物能耗标准；
4)基于所述组的建筑物能耗标准，识别所述组内的能耗超标建筑物和/或节能建筑物。
5.如权利要求3所述的采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理方法，其特征在于，所述采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理方法的环境参数包括：自然环境参数和/或社会环境参数；
所述自然环境参数包括：建筑物所处地理位置、建筑物的室内外温度、建筑物的室内外湿度、建筑物的室内外气压值、建筑物的室内的空气质量值、建筑物的室内外二氧化碳浓度值中的一种或多种；
所述社会环境参数包括：建筑物所属的行政区域、建筑物所属的楼宇业态、建筑物所属的建筑结构、建筑物的竣工年代、建筑物采用的能源类型、建筑物的能源使用***、建筑面积、使用建筑物的人员数量中的一种或多种。
6.如权利要求3所述的采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理方法，其特征在于，所述采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理方法将环境参数相同或相似的建筑物划分为同组，包括：
将符合第一预设环境参数的建筑物划分为同一组，得到初筛组；
将初筛组中符合第二预设环境参数的建筑物划分为同一组，得到至少一个二次分组。
7.如权利要求3所述的采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理方法，其特征在于，所述采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理方法的节能评估方法如下：
(1)通过模拟程序以室内温度为常数，计算该建筑的冷热负荷，确定***和设备的逐时能耗值，输入建筑参数，并模拟建筑物采暖和空调的热过程；
(2)根据气象数据和建筑围护结构的热工特性和居住习惯，计算房间的冷热负荷，以及日光、照明和热水的能耗，并以周边全年热负荷系数作为减小建筑围护结构能量损失的节能指标；
(3)利用负荷计算的结果，计算室内设计的温湿度条件下新风量、冷热水量和电负荷的数据，并计算满足单元***程序要求的采暖通风和空调设备；
(4)通过建筑物围护结构各方向经太阳辐射得热、遮阳和通风修正后的开窗面积与建筑***护结构总面积的比值得出等价开窗率，并以此作为节能设计的指标；
(5)对屋面性能参数、外墙性能参数和外窗性能参数的围护结构性能参数进行一次方程式的能耗计算；
(6)综合以上计算结果，得到建筑性能的具体指标，并通过列表和数据模型的方式进行显示。
8.一种应用权利要求3～8任意一项所述采用数字模拟进行节能建筑设计信息处理***的信息数据处理终端。
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