【技术实现步骤摘要】
基于室外微气候及能耗双向耦合优化的光伏建筑设计方法
[0001]本专利技术涉及城市建筑群设计
,具体涉及基于室外微气候及能耗双向耦合优化的光伏建筑设计方法
。
技术介绍
[0002]随着全球经济的快速发展,人类对能源的需求不断增长,导致了日益严重的能源短缺问题
。
建筑业作为全球碳排放的主要来源之一,能源消耗巨大
。
因此,实现建筑业的低碳发展对于减少碳排放至关重要
。
通过采取低碳建筑设计和可持续能源利用的措施,可以降低建筑的能耗,减少对传统能源的依赖,从而实现碳排放的减少
。
[0003]可再生能源作为一种可持续发展的能源解决方案,在建筑业的低碳发展中发挥着重要作用,有助于减少碳排放并实现能源的可持续利用
。
太阳能光伏技术作为一种可再生能源解决方案,在建筑行业得到广泛应用,旨在提高可再生能源的利用效率,降低建筑能耗,并减少对环境的污染
。
通过将光伏发电系统与建筑物紧密融合,光伏建筑一体化技术能够有效地利用太阳能资源,并将其转化为满足建筑需求的电力
。
这种技术的广泛应用不仅减少了对传统能源的依赖,也为建筑行业带来了可持续发展和环境保护的机遇
。
[0004]此外,城市微气候对建筑能耗和居住环境质量有重要影响
。
优化室外微气候环境可以改善建筑区域内用户的舒适性,并减少污染物扩散
、
城市热岛效应等问题
。
并且室外微气候因 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
基于室外微气候及能耗双向耦合优化的光伏建筑设计方法,其特征在于,包括如下内容:步骤1:获取光伏建筑所在场地的平面图
、
建筑平面图
、
建筑的一体化光伏围护结构信息
、
暖通空调系统信息
、
室内人员信息
、
照明信息
、
设备功率密度信息和建筑光伏设计方案,确定建筑所在场地典型气象年参数资料;步骤2:基于步骤1所收集的信息,建立整体建筑的能耗分析模型
、
光伏计算模型和三维流体动力学模型;步骤3:基于能耗分析模型计算得到建筑本体能耗
、
建筑墙体外表面温度
、
地表温度以及空调系统废热排放量;基于光伏计算模型计算得到光伏表面温度和光伏发电量;其中,空调系统废热排放量的计算方法如下:
(1)
将光伏表面温度回代入能耗分析模型,计算得到一体化光伏围护结构的内表面温度
T
PVI,i
;
(2)
计算出建筑光伏初步设计方案中的一体化光伏围护结构的传热对建筑负荷的改变量
Q
PV
:上式中,参数含义如下:
Q
PV
为增加一体化光伏围护结构后,建筑负荷改变量;
K
PV,i
为第
i
个一体化光伏围护结构的传热系数,单位为
W/(m2·
℃)
;
K
i
为第
i
个一体化光伏围护结构所在表面的原围护结构传热系数,单位为
W/(m2·
℃)
;
A
i
为第
i
个一体化光伏围护结构所在表面的面积,单位为
m2;
T
PVO,i
为第
i
个一体化光伏围护结构光伏表面温度,单位为
℃
;
T
PVI,i
为第
i
个一体化光伏围护结构的内表面温度,单位为
℃
;
T
O,i
为第
i
个一体化光伏围护结构所在表面的原围护结构外表面温度,单位为
℃
;
T
I,i
为第
i
个一体化光伏围护结构所在表面的原围护结构内表面温度,单位为
℃
;
(3)
计算建筑立面或建筑屋顶添加了一体化光伏围护结构后,空调系统废热排放量
Q
:当空调系统工作于制冷时段,空调系统废热排放量
Q
按下式计算:当空调系统工作于制热时段,空调系统废热排放量
Q
按下式计算:其中,
Q
c
为空调系统冷负荷量,
Q
h
为空调系统热负荷量,
EER
为空调制冷性能系数,
COP
为空调系统制热性能系数;步骤4:将计算所得到的建筑墙体外表面温度
、
光伏表面温度
、
地表温度
、
及典型气象年参数作为三维流体动力学模型的边界条件,将空调系统废热排放量作为热源设置输入三维流体动力学模型...
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