一种基于建筑材料改造的建筑能耗低碳评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于建筑材料改造的建筑能耗低碳评估方法，包含以下步骤：S1：构建基准建筑信息模型；S2：设定基准建筑信息模型的优化变量参数；S3：生成关于单位建筑面积采暖碳排放量和改造全局成本增量的综合目标函数；S4：用蚁群优化算法对对步骤S3所建立的综合目标函数的模型进行求解，得到低碳化改造最优规划。本发明专利技术能够缓解区域供能紧张、降低碳排放量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于建筑材料改造的建筑能耗低碳评估方法


[0001]本专利技术涉及一种用建筑改造领域的基于建筑材料改造的建筑能耗低 碳评估方法。

技术介绍

[0002]目前,中国仍处于经济相对快速发展的阶段，能源消费结构不断发生 变化，从物质生产领域向建筑和交通领域转移。建筑用能作为类消费领域 用能的主要部分，其重要性也将不断增加。显而易见，今后十年时间，随 着我国城镇化水平不断提高，我国建筑运行能耗仍将保持增长，如何将建 筑运行能耗碳排放降低，将是特别重要而艰户的任务。技术人员的主要目 标在于，对高层建筑实施低碳设计，可以更好地节约能源，提升能源使用 率，切实实现人和自然的协调统一发展。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于建筑材料改 造的建筑能耗低碳评估方法，以缓解区域供能紧张、降低碳排放量。
[0004]实现上述目的的一种技术方案是：一种基于建筑材料改造的建筑能耗 低碳评估方法，包含以下步骤：
[0005]S1：构建基准建筑信息模型；
[0006]S2：设定基准建筑信息模型的优化变量参数；
[0007]S3：生成关于单位建筑面积采暖碳排放量和改造全局成本增量的综合 目标函数；
[0008]S4：用蚁群优化算法对对步骤S3所建立的综合目标函数的模型进行 求解，得到低碳化改造最优规划。
[0009]进一步的，所述步骤S1中，基准建筑信息模型构建主要包含两部分： 首先确定基准建筑的基本情况，其中包含住户基本情况、围护结构参数、 建筑运行信息、采暖能耗及费用；其次针对建立的基准建筑模型进行能耗 校验。
[0010]进一步的，所述基准建筑模型能耗校验进行热工模拟，得到建筑采暖、 照明及热扰能耗预测值，该数值为初始模拟值，然后从室内热工参数及采 暖系统两方面进行能耗校准，首先调整照明和室内热扰设备功率，校验原 始模型的照明及设备逐月能耗模拟值，进而调整人员在室率、室内换气次 数和采暖系统运行时间校准，对比逐月能耗预测值与实测值，通过平均偏 差误差和均方根误差变化系数两个评价指标，校验模型准确性，若不准确 则重新进行基准建筑信息模型构建。
[0011]进一步的，所述步骤S2中，优化变量参数包含保温材料类型、外墙 保温层厚度、屋面保温层厚度、外窗类型和室内吊顶高度。
[0012]进一步的，所述步骤S3中，单位建筑面积采暖碳排放量可表示为下 式：
[0013][0014]式中，为农宅单位建筑面积采暖碳排放量，kgCO2/m2，E为单 位建筑面积采
暖能耗，kW
·
h/m2；为特定能源类型的CO2排放因子， 天然气单位kg/m3，电单位kg/(kW
·
h)；
[0015]改造全局成本增量d
GC
可表示为下式：
[0016]d
GC
＝GC
post
‑
GC
pre
[0017]式中，GC
post
表示改造后全局成本，GC
pre
表示改造前全局成本，改造 前后全局成本计算公式分别为：
[0018]GC
pre
＝PWFE0P
u
[0019][0020]其中，E0为基准建筑年采暖能耗，天然气单位m3，电单位kW
·
h；P
u
为能源价格，天然气单位元/m3，电单位元/kW
·
h；C
i
为第i种低碳化改造 措施所产生的初始投资费用，元；PWF为净现值因子，其计算公式：
[0021]当i≠g时，则有
[0022][0023][0024]当i＝g时，则有
[0025][0026]式中，r为引进相对通货膨胀率改进的银行利率；i为银行基准利率, 取0.049；g为通胀率，取0.07；L为节能措施使用年限，取20年。
[0027]本专利技术公开了一种基于建筑材料改造的建筑能耗低碳评估方法，与现 有技术相比，具有如下的有益效果：
[0028]本专利技术对建筑的碳排放量和低碳化改造的成本增量进行了综合考虑。 通过对建筑体的低碳化改造，降低了能源的浪费，同时也促进了节能减排。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的一种基于建筑材料改造的建筑能耗低碳评估方法的流 程示意图；
[0030]图2为蚁群算法流程图。
具体实施方式
[0031]为了能更好地对本专利技术的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例 进行详细地说明：
[0032]请参阅图1，本专利技术的一种基于建筑材料改造的建筑能耗低碳评估方 法，具体实施步骤如下：
[0033]S1：构建基准建筑信息模型；
[0034]S2：设定基准建筑信息模型的优化变量参数；
[0035]S3：生成关于单位建筑面积采暖碳排放量和改造全局成本增量的综合 目标函数；
[0036]S4：用蚁群优化算法对对步骤S3所建立的综合目标函数的模型进行 求解，得到低碳化改造最优规划。
[0037]步骤S1中，基准建筑信息模型构建主要包含两部分：首先确定基准 建筑的基本情况，其中包含住户(用户)基本情况、围护结构参数、建筑 运行信息、采暖能耗及费用等。其次针对建立的基准建筑模型进行能耗校 验，提高模型的精确性及稳定性，其特征在于：利用EnergyPlus软件进 行热工模拟，得到建筑采暖、照明及热扰能耗预测值(初始模拟值)，通过 对比实测数据，从室内热工参数及采暖系统两方面进行能耗校准，即:首 先调整照明和室内热扰设备功率，校验原始模型的照明及设备逐月能耗模 拟值，进而调整人员在室率、室内换气次数和采暖系统运行时间，对比逐 月能耗预测值与实测值，通过平均偏差误差(mean bias error,MBE)和均 方根误差变化系数(co
‑
efficient of variation,CV
RMSE
)两个评价指标， 判断校验模型的准确性，若不准确则重新进行基准建筑信息模型构建。
[0038]步骤S2中，优化变量参数包含保温材料类型、外墙保温层厚度、屋 面保温层厚度、外窗类型和室内吊顶高度。
[0039]步骤S3中，单位建筑面积采暖碳排放量可表示为下式：
[0040][0041]式中，为农宅单位建筑面积采暖碳排放量，kgCO2/m2，E为单 位建筑面积采暖能耗，kW
·
h/m2；为特定能源类型的CO2排放因子， kg/m3(天然气)，kg/(kW
·
h)(电)。基准模型采暖能耗通过Honeybee插件调 用EnergyPlus模拟计算。天然气取IPCC2006修订版(卷2能源)中天 然气CO2，排放因子的95％置信区间下限值，并根据《综合能耗计算通则》(GB/T 2589
‑
2008)进行热值单位54 300kg/TJ进行换算，即2.06 kgCO2/m2。电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于建筑材料改造的建筑能耗低碳评估方法，其特征在于包含以下步骤：S1：构建基准建筑信息模型；S2：设定基准建筑信息模型的优化变量参数；S3：生成关于单位建筑面积采暖碳排放量和改造全局成本增量的综合目标函数；S4：用蚁群优化算法对对步骤S3所建立的综合目标函数的模型进行求解，得到低碳化改造最优规划。2.根据权利要求1所述的基于建筑材料改造的建筑能耗低碳评估方法，其特征在于：所述步骤S1中，基准建筑信息模型构建主要包含两部分：首先确定基准建筑的基本情况，其中包含住户基本情况、围护结构参数、建筑运行信息、采暖能耗及费用；其次针对建立的基准建筑模型进行能耗校验。3.根据权利要求2所述的基于建筑材料改造的建筑能耗低碳评估方法，其特征在于：所述基准建筑模型能耗校验进行热工模拟，得到建筑采暖、照明及热扰能耗预测值，该数值为初始模拟值，然后从室内热工参数及采暖系统两方面进行能耗校准，首先调整照明和室内热扰设备功率，校验原始模型的照明及设备逐月能耗模拟值，进而调整人员在室率、室内换气次数和采暖系统运行时间校准，对比逐月能耗预测值与实测值，通过平均偏差误差和均方根误差变化系数两个评价指标，校验模型准确性，若不准确则重新进行基准建筑信息模型构建。4.根据权利要求1所述的基于建筑材料改造的建筑能耗低碳评估方法，其特征在于：所述步骤S2中，优化变量参数包含保温材料类型、外墙保温层厚度、屋面保温层厚度、外窗类型和室内吊顶高度。5.根据权利要求1所述的基于建筑材料改...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑真，黄晨宏，马小丽，颜华敏，卢婧婧，蒋晨，李建宁，黄一楠，马晔晖，肖远兵，李林锐，张冠花，牟锴，汪笃红，何之倬，韩万里，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：