一种近零能耗住宅准动态能耗计算方法、优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种近零能耗住宅准动态能耗计算方法、优化设计方法，通过对寒冷地区近零能耗高层住宅围护结构设计关键参数进行筛选、正交设计，然后对每正交试验行动态能耗模拟，最后将这些模拟数据进行多重线性回归，建立建筑能耗与设计参数的“准动态计算”模型，在此基础上，建筑师在方案设计阶段，对设计方案进行能耗计算及设计参数的优化设计，快速筛选出“最优化”的设计方案。本发明专利技术能耗计算简单，通过计算机代入能耗计算模型输出结果不到三分钟，而现有的静态计算、动态计算所需参数众多，操作复杂，完成一次计算至少需要半个小时，使建筑师进行节能计算及节能优化设计成为可能。

A Quasi-dynamic Energy Consumption Calculation Method and Optimum Design Method for Near Zero Energy Consumption Residential Buildings

The present invention discloses a quasi-dynamic energy consumption calculation method and optimization design method for residential buildings with near-zero energy consumption. Through screening and orthogonal design of key parameters of envelope structure design for high-rise residential buildings with near-zero energy consumption in cold areas, the dynamic energy consumption simulation for each orthogonal test is carried out. Finally, the quasi-dynamic energy consumption and design parameters are established by multiple linear regression of these simulation data. On the basis of the calculation model, the architect calculates the energy consumption of the design scheme and optimizes the design parameters in the design stage, and quickly screens out the \optimal\ design scheme. The energy consumption calculation of the invention is simple, the output result of the energy consumption calculation model substituted by a computer is less than three minutes, while the existing static calculation and dynamic calculation require many parameters, and the operation is complex. It takes at least half an hour to complete a calculation, which makes it possible for architects to carry out energy-saving calculation and energy-saving optimization design.

【技术实现步骤摘要】
一种近零能耗住宅准动态能耗计算方法、优化设计方法
本专利技术涉及寒冷地区近零能耗住宅运行能耗的计算方法，尤其是一种近零能耗住宅准动态能耗计算方法、优化设计方法。
技术介绍
现有建筑节能工作中，建筑节能设计由建筑学专业及暖通专业共同完成，其中建筑学专业负责被动式节能技术与建筑方案设计的结合，重点在建筑方案设计，暖通专业负责主动式节能技术与既有建筑的结合，重点在节能计算。我国现有的建筑能耗计算方法主要有两大类：静态计算方法(耗热量指标计算等)、动态计算方法(EnergyPlus、DeST模拟等)，其中静态计算参数复杂且准确性差，动态计算操作复杂且效率低，这两种方法都不便于建筑师在方案设计阶段使用。受专业背景及行业分工的双重作用，建筑方案优化设计与建筑节能计算割裂成两个阶段：建筑方案的“先设计”阶段与建筑节能计算的“后验证”阶段。建筑师对于能耗计算的未知使其在建筑方案设计时，盲目参照国家节能标准规定性指标进行“合规设计”。这种设计方法和设计模式存在三个问题：(1)“先设计后验证”的设计流程造成方案优化设计环节的缺失，致使建筑方案并非最佳的方案，虽然有建筑师意识到这一问题，进行了“设计-节能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近零能耗住宅准动态能耗计算方法，其特征是，包括以下步骤：根据现有节能标准对能耗计算模型中10个关键参数规定最大取值范围；分别对10个关键参数在最大取值范围内每个参数取5个水平值，正交设计形成81组试验，分别对81组试验进行能耗计算，获得每组试验下能耗值；对获取的81组试验数据进行多重线性回归分析，提出准动态的能耗计算模型的方程表达式：E＝8.771w+1.176x1‑4.14x2‑0.996x3+1.196y1+0.734y2+3.065y3+0.948z1+0.849z2+1.771z3+8.033，其中，W：非透明围护结构传热系数U；X1：南窗传热系数Uw南；Y1：北窗传热系数Uw...

【技术特征摘要】
1.一种近零能耗住宅准动态能耗计算方法，其特征是，包括以下步骤：根据现有节能标准对能耗计算模型中10个关键参数规定最大取值范围；分别对10个关键参数在最大取值范围内每个参数取5个水平值，正交设计形成81组试验，分别对81组试验进行能耗计算，获得每组试验下能耗值；对获取的81组试验数据进行多重线性回归分析，提出准动态的能耗计算模型的方程表达式：E＝8.771w+1.176x1-4.14x2-0.996x3+1.196y1+0.734y2+3.065y3+0.948z1+0.849z2+1.771z3+8.033，其中，W：非透明围护结构传热系数U；X1：南窗传热系数Uw南；Y1：北窗传热系数Uw北；Z1：东西窗传热系数Uw东西；X2：南窗太阳得热系数SHGC南；Y2：北窗太阳得热系数SHGC北；Z2：东西窗太阳得热系数SHGC东西；X3：南向窗墙比WWR南；Y3：北向窗墙比WWR北；Z3：东西向窗墙比WWR东西。2.一种近零能耗住宅准动态能耗优化设计方法，采用权利要求1所述的计算方法进行优化，其特征是，包括以下步骤：按照节能设计标准赋予南向及非透明围护结构设计参数、北向设计参数和东西向设计参数初始值，并代入能耗计算模型计算能耗初始值E0；以能耗初始值E0为设计目标，对南向及非透明围护结构设计参数设置优化取值区间，代入能耗计算模型获取优化取值集合，再根据建筑设计、工程造价选择最佳设计方案；以能耗初始值E0为设计目标，对北向设计参数设置优化取值区间，代入能耗计算模型获取优化取值集合，再根据建筑设计、工程造价选择最佳设计方案；以能耗初始值E0为设计目标，对东西向设计参数设置优化取值区间，代入能耗计算模型获取优化取值集合，再根据建筑设计、工程造价选择最佳设计方案。3.如权利要求2所述的优化设计方法，其特征是，所述以能耗初始值E0为设计目标，对南向及非透明围护结构设计参数设置优化取值区间，代入能耗计算模型获取优化取值集合，具体包括：将南窗传热系数、南窗太阳得热系数、南向窗墙比、非透明围护结构传热系数4个关键参数设为区间，其余6个关键参数按初始值取值，代入能耗计算模型计算能耗值E，计算能耗E目标下，南向及非透明围护结构设计参数的最优组合解集；在Excel表格中以南窗传热系数为主要关键字、以非透明围护结构为次要关键字对最优组合解集进行降序排序，初步筛选出传热系数较大的方案作为备选方案；在Excel中以南向窗墙比为筛选依据，从备选...

【专利技术属性】
技术研发人员：房涛，王崇杰，尹红梅，王乃焜，李洁，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东,37