一种区域建筑能耗预测方法与流程

本发明涉及能源领域，具体地，涉及一种区域建筑能耗预测方法。

背景技术：

在我国的能源消费主体中，建筑能耗所占的比例已经达到30％以上，建筑能耗产生的温室气体占我国温室气体总排放量的25％以上，随着社会的发展，我国建筑能耗及其产生的温室气体总量还会持续上升。因此在能源和环境问题日益恶化的大背景下，建筑节能已经成为全社会范围内共同关注的热点之一。准确有效地预测建筑能耗对于前期区域能源规划、建筑节能优化设计以及后期的建筑运营管理有着重要的意义。由于建筑能耗系统涉及到机理复杂的热湿传递过程，为典型的多变量、非线性、强耦合的多扰动复杂系统，采用基于热湿传递机理的方法建立建筑能耗预测模型十分困难。现有技术中一般均采用单一的建筑能耗预测方法，该方法预测单一，结果准确性差，对区域能源统筹规划与管理来说，无法提供可靠依据。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种突破现有单一的建筑能耗预测方法，计算结果准确、参考作用强的区域建筑能耗预测方法，可以及时为城市规划人员、建筑设计人员和建筑运营管理人员提供建筑的能耗信息，以便于更加科学的进行相关工作。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种区域建筑能耗预测方法，其特征在于，包括：

步骤S1：获取建筑全年能耗数据样本集，作为建筑能耗预测用数据；

步骤S2：根据建筑末端空调、采暖设备的形式，分别计算单体建筑的冷热负荷；

步骤S3：根据单体建筑冷热负荷计算建筑冷热源相关用能设备的能耗；

步骤S4：计算单体建筑照明设备的能耗；

步骤S5：计算单体建筑电气设备的能耗；

步骤S6：计算单体建筑动力设备的能耗；

步骤S7：将上述步骤S3、S4、S5、S6中获得能耗累加，获得单体建筑全年能耗；

步骤S8：根据单体建筑全年能耗计算区域内所有建筑总能耗。

进一步地，所述步骤S1中的建筑全年能耗数据样本集是采用正交试验方法通过EQUEST动态计算获得，然后进行归一化处理后作为建筑能耗预测用数据。

进一步地，所述步骤S2中计算单体建筑的冷热负荷的方法为：其中建筑冷负荷采用谐波法的工程简化算法，通过逐时计算得出；建筑热负荷采用稳态方法计算。

进一步地，所述步骤S2中计算单体建筑的冷热负荷的具体方法如下：

计算外墙和屋面传热形成的逐时冷负荷

CL_qi＝K·F·(t_wi-t_n) (1)

CL_mi＝K·F·(t_wi-t_n) (2)

式(1)(2)中

CL_qi——外墙形成的逐时冷负荷，W；

CL_mi——屋面形成的逐时冷负荷，W；

K——外墙或屋面的传热系数，W/(m²·℃)；

F——外墙或屋面面积，m²；

t_wi——外墙或屋面的综合冷负荷计算温度的逐时值，℃；

t_n——室内空调设计温度，℃；

其中外墙或屋面的综合冷负荷计算温度的逐时值t_wi由室外干球温度逐时值和太阳辐射产生温升两部分组成：

t_wi＝t_i+Δs (3)

式(3)中

t_i——室外干球温度逐时值，可根据典型气象年或者实时天气预报确定，℃；

Δs——太阳辐射产生的外墙、屋面温升，℃；

Δs按照下式计算：

式(4)中

α——表面太阳辐射吸收率；

G_θt——围护结构表面太阳总辐射量，W/m²；

h₀——围护结构外表面对流换热系数，W/(m²·K)；

——热辐射修正项；

计算外窗温差形成的逐时冷负荷

Q_CLi＝K_C·F_C·C₁·(t_ci-t_n) (5)

式(5)中

Q_CLi——外窗温差传热形成的逐时冷负荷，W；

K_C——外窗传热系数，W/(m²·℃)；

F_C——外窗面积，m²；

t_ci——外窗逐时冷负荷计算温度，℃；

C₁——不同类型窗框传热修正系数；

t_n——空调室内设计温度，℃；

计算外窗太阳辐射形成的逐时冷负荷

Q_solari＝SHGC·A_w·I_svi·C_n·C_w (6)

式(6)中

Q_solari——透过玻璃窗到达室内的太阳辐射量，W；

SHGC——太阳辐射系数，无量纲数；

A_w——窗玻璃净面积，m²；

I_svi——对应各朝向的逐时太阳辐射强度，W/m²；

C_n——窗内遮阳设施的遮阳系数；

C_w——窗外遮阳设施的遮阳系数；

计算人员逐时冷负荷

式(7)中

q_3Si——人员显热散热逐时冷负荷，W；

n——为建筑内人数，人；

λ——为人员逐时在室率，％；

C₃——为人体显热散热量，W/人；

——群集系数；

由人体潜热散热引起的冷负荷计算公式

式(8)中

q_3Li——人员潜热散热逐时冷负荷，W；

n——为建筑内人数，人；

C₃——为人体潜热散热量，W/人；

——群集系数；

人员逐时冷负荷计算公式

q_3i＝q_3si+q_3Li (9)

计算照明逐时冷负荷

q_4i＝η·ε·C₄·P·S (10)

式(10)中

q_4i——照明逐时冷负荷，W；

η——建筑使用率，％；

ε——照明设施逐时使用率，％；

C₄——照明散热负荷系数；

P——照明设备功率密度，W/m²；

S——建筑面积，m²；

计算电气设备逐时冷负荷

q_5i＝η·ε·C₅·P·S (11)

式(11)中

q_5i——电气设备逐时冷负荷，W；

η——建筑使用率，％；

ε——电器设施逐时使用率，％；

C₅——电气设备冷负荷系数；

P——电气设备功率密度，W/m²；

S——建筑面积，m²；

计算新风逐时冷负荷

新风逐时冷负荷计算公式

q_2i＝G·(h_W-h_n) (12)

式(12)中

q_2i——新风逐时冷负荷，W；

G——新风量，kg/s；

h_W——室外空气逐时焓值，J/kg；

h_n——室内空气逐时焓值，J/kg；

计算空调逐时冷负荷

Q_i＝CL_qi+CL_mi+Q_CLi+Q_solari+q_2i+q_3i+q_4i+q_5i (14)

式(14)中

Q_i——空调逐时冷负荷，W；

计算围护结构基本耗热量

Q₁＝K·F·(t_w-t_n) (15)

式(15)中

Q₁——围护结构传热量，W；

K——围护结构传热系数，W/(m²·℃)；

F——围护结构面积，m²；

t_w——冬季空调/采暖室外计算温度,℃；

t_n——冬季室内设计温度，℃；

计算采暖建筑的冷风渗透耗热量

Q₂＝0.278n_k·V_n·c_p·ρ_w(t_n-t_w) (16)

式(16)中

Q₂——冷风渗透耗热量，W

n_k——房间换气次数，次/h；

V_n——房间内部体积，m³；

c_p——冷空气的定压比热，c_p＝1.005kJ/(kg.℃)

ρ_W——供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m³；

t_w——冬季空调/采暖室外计算温度,℃；

t_n——冬季室内设计温度，℃；

0.278——单位换算系数，1kJ/h＝0.278W

计算建筑总热负荷

采暖或空调热负荷

Q_c＝Q₁+Q₂ (17)

进一步地，所述步骤S3中计算单体建筑冷热源相关用能设备的能耗的具体方法如下：

计算冷源能耗

冷水机组或热泵能耗计算方法(对应的是分别采用热泵、冷水机组两种设备供冷的冷源能耗计算方法，两种计算方法相同)

式(19)中

N_i——夏季空调逐时耗电量，W

Q_i——空调逐时冷负荷，W；

EER_i——冷水机组逐时性能系数，W；

制冷年耗电量

N_a＝∑N_i/1000 (20)

式(20)中

N_a——冷水机组年耗电量，kWh/a

i——供冷期小时数，h；

计算热源能耗

供暖年耗热量

式(21)中

Q_n·a——供暖年耗热量，KW.h/a；

Q_c——供暖设计热负荷，kW；

D——供暖期天数

t_w——冬季采暖室外计算温度,℃；

t_n——冬季室内设计温度，℃；

t_pj——供暖室外平均温度，℃；

热泵能耗计算方法

式(23)中

N_A——热泵耗电量

COP——热泵机组制热性能系数；

计算冷却塔风机耗电量

冷却塔水流量

式(24)中

L_ti——冷却水流量，m₃/h；

Q_i——空调逐时冷负荷，kW；

k——制冷机制冷时耗功的热量系数；

Δt——冷却水进出水温差，℃；

冷却塔风机功率

N_ti＝∈·L_ti (25)

式(25)中

L_ti——冷却塔水流量，m³/h；

∈——耗电比，G型塔不大于0.05kW/(m³/h)，其他型塔不大于0.035kW/(m³/h)；

N_ti——冷却塔风机逐时耗电量，kW

冷却塔风机耗电量

N_t·a＝∑N_ti (26)

式(26)中

N_t·a——冷却塔年耗电量，kWh；

i——供冷期小时数，h；

计算空调系统水泵能耗

用户侧水泵能耗计算方法

式(27)中

N_zbi——冷冻水泵逐时耗电量，kW；

L_ki——冷冻水流量，m₃/h；

H_ki——冷冻水系统阻力，m；

η——水泵效率；

其中

式(28)中

L_ki——冷冻水流量，m³/h；

Q_i——空调逐时冷负荷，kW；

Δt_k——冷冻水进出水温差，℃；

H_ki＝ΔP_m+ΔP_j+ΔP (29)

式(29)中

H_ki——冷冻水系统阻力，m；

ΔP_m——冷冻水系统沿程阻力，m；

ΔP_j——冷冻水系统局部阻力，m；

ΔP——末端设备阻力，m；

冷凝侧水泵能耗计算方法

式(30)中

N_lbi——冷却水泵逐时耗电量，kW；

L_ti——冷却水流量，m³/h；

H_ti——冷却水系统阻力，m；

η——水泵效率；

H_ti＝ΔP_m+ΔP_j+ΔP (31)

式(31)中

H_ti——冷却水系统阻力，m；

ΔP_m——冷却水系统沿程阻力，m；

ΔP_j——冷却水系统局部阻力，m；

ΔP——冷却塔阻力，m；

水泵年耗电量

N_b·a＝∑(N_zbi+N_lbi) (32)

式(32)中

N_b·a——水泵年耗电量，kWh；

i——供冷期小时数，h；

计算采暖系统水泵能耗

采暖系统水泵能耗计算方法

式(33)中

N_c——采暖系统水泵耗电量，kW；

L_c——采暖系统水流量，m³/h；

H_c——采暖系统阻力，m；

η——水泵效率；

其中

式(34)中

L_c——供暖系统水流量，m₃/h；

Q_c——采暖热负荷，kW；

Δt_c——供暖系统进出水温差，℃；

H_c＝ΔP_m+ΔP_j+ΔP (35)

式(35)中

H_c——采暖系统阻力，m；

ΔP_m——采暖系统沿程阻力，m；

ΔP_j——采暖系统局部阻力，m；

ΔP——末端设备阻力，m；

采暖系统水泵年耗电量

N_c·a＝N_c·24·d (36)

式(36)中

N_c.a——采暖系统水泵耗电量，kWh；

d——采暖期天数。

进一步地，所述步骤S4中计算单体建筑照明设备能耗的具体方法如下：

照明系统逐时能耗计算方法

Q_mi＝η·ε·P·S (37)

式(37)中

Q_mi——照明系统逐时能耗，W；

η——建筑使用率，％；

ε——逐时照明设备同时使用系数，％；

P——照明设备功率密度，W/m²；

S——建筑面积，m²；

照明系统年能耗

Q_m·a＝ΣQ_mi (38)

式(38)中

i——照明小时数，h。

进一步地，所述步骤S5中计算单体建筑电气设备能耗的具体方法如下：

电气设备逐时能耗计算方法

Q_sbi＝η·ε·P·S (39)

式(39)中

Q_sbi——电气设备逐时能耗，W；

η——建筑使用率，％；

ε——逐时电气设备同时使用系数，％；

P——电气设备功率密度，W/m²；

S——建筑面积，m²；

电气设备年能耗

Q_sb＝ΣQ_sbi (40)

式(40)中

i——电气设备运行小时数，h。

进一步地，所述步骤S6中计算单体建筑动力设备能耗的具体方法如下：

所述建筑动力系统能耗主要考虑电梯能耗；

电梯逐时能耗计算方法

式(41)中

Q_dti——电梯逐时能耗，W；

K₁——驱动系统系数；

K₂——平均运行距离系数；

K₃——电梯逐时载荷系数；

H——最大运行距离；

F——逐时运行次数；

P——电梯额定功率，W；

V——电梯速度，m/s。

其中逐时运行次数F和建筑使用人数相关，若建筑有使用人数为N，和电梯可容纳人数n有关:

式(42)中

K₄——建筑使用人员逐时使用电梯比例；

Q_dt＝∑Q_dti (43)

式(43)中

i——电梯运行小时数，h。

进一步地，所述步骤S7中计算单体建筑全年能耗的具体方法如下：

单体建筑制冷系统的年能耗

M₁＝N_a+N_ba+N_ta (44)

单体建筑采暖系统的年能耗

M₂＝N_A+N_ca (45)

单体建筑照明、电气设备、动力设备总能耗

M₃＝Q_ma+Q_dt+Q_sb (46)。

进一步地，所述步骤S8的具体方法如下：

将区域内所有建筑单体的能耗计算出后，根据以上公式进行累加，即可得出区域内建筑年总能耗，将逐时能耗进行累加，可得出区域内建筑群的逐时能耗。

通过采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：

本发明采用统计学和精确模拟相结合的方法，在前人研究的基础上建立了一套考虑因素较全面、具有物理意义、计算量小、计算速度快、结果较准确的建筑群能耗预测方法，可同时应用于城市区域能源规划、建筑设计和设备选型、建筑运营管理方面。该方法采用工程简化算法计算建筑冷热负荷，同时考虑建筑内照明、电气、动力设备的使用情况，根据建筑和设备的使用时间，科学的计算冷热源用能设备以及建筑照明、电气设备能耗，然后将区域内的各建筑能耗累加，即可得出区域建筑群的能耗状况。本方法突破了单一的建筑能耗预测，以能源站为节点，建立了区域内建筑群的能耗预测计算模型，可为区域能源统筹规划与管理提供可靠依据。

附图说明

图1为本发明的一种区域建筑能耗预测方法对应的模型图。

具体实施方式

本发明的一种区域建筑能耗预测方法，包括：

步骤S1：获取建筑全年能耗数据样本集，作为建筑能耗预测用数据；

步骤S2：根据建筑末端空调、采暖设备的形式，分别计算单体建筑的冷热负荷；

步骤S3：根据单体建筑冷热负荷计算建筑冷热源相关用能设备的能耗；

步骤S4：计算单体建筑照明设备的能耗；

步骤S5：计算单体建筑电气设备的能耗；

步骤S6：计算单体建筑动力设备的能耗；

步骤S7：将上述步骤S3、S4、S5、S6中获得能耗累加，获得单体建筑全年能耗；

步骤S8：根据单体建筑全年能耗计算区域内所有建筑总能耗。

上述步骤S1中的建筑全年能耗数据样本集是采用正交试验方法通过EQUEST动态计算获得，然后进行归一化处理后作为建筑能耗预测用数据。

上述步骤S2中计算单体建筑的冷热负荷的方法为：其中建筑冷负荷采用谐波法的工程简化算法，通过逐时计算得出；建筑热负荷采用稳态方法计算。

下面配合图1所示，对本发明的区域建筑能耗预测方法进行详细展开描述：

上述步骤S2中计算单体建筑的冷热负荷的具体方法如下：

计算外墙和屋面传热形成的逐时冷负荷

CL_qi＝K·F·(t_wi-t_n) (1)

CL_mi＝K·F·(t_wi-t_n) (2)

式(1)(2)中

CL_qi——外墙形成的逐时冷负荷，W；

CL_mi——屋面形成的逐时冷负荷，W；

K——外墙或屋面的传热系数，W/(m²·℃)；

F——外墙或屋面面积，m²；

t_wi——外墙或屋面的综合冷负荷计算温度的逐时值，℃；

t_n——室内空调设计温度，℃；

其中外墙或屋面的综合冷负荷计算温度的逐时值t_wi由室外干球温度逐时值和太阳辐射产生温升两部分组成：

t_wi＝t_i+Δs (3)

式(3)中

t_i——室外干球温度逐时值，可根据典型气象年或者实时天气预报确定，℃；

Δs——太阳辐射产生的外墙、屋面温升，℃；

Δs按照下式计算：

式(4)中

α——表面太阳辐射吸收率；

G_θt——围护结构表面太阳总辐射量，W/m²；

h₀——围护结构外表面对流换热系数，W/(m²·K)；

——热辐射修正项；

计算外窗温差形成的逐时冷负荷

Q_CLi＝K_C·F_C·C₁·(t_ci-t_n) (5)

式(5)中

Q_CLi——外窗温差传热形成的逐时冷负荷，W；

K_C——外窗传热系数，W/(m²·℃)；

F_C——外窗面积，m²；

t_ci——外窗逐时冷负荷计算温度，℃；

C₁——不同类型窗框传热修正系数；

t_n——空调室内设计温度，℃；

计算外窗太阳辐射形成的逐时冷负荷

Q_solari＝SHGC·A_w·I_svi·C_n·C_w (6)

式(6)中

Q_solari——透过玻璃窗到达室内的太阳辐射量，W；

SHGC——太阳辐射系数，无量纲数；

A_w——窗玻璃净面积，m²；

I_svi——对应各朝向的逐时太阳辐射强度，W/m²；

C_n——窗内遮阳设施的遮阳系数；

C_W——窗外遮阳设施的遮阳系数；

计算人员逐时冷负荷

式(7)中

q_3Si——人员显热散热逐时冷负荷，W；

n——为建筑内人数，人；

λ——为人员逐时在室率，％；

C₃——为人体显热散热量，W/人；

——群集系数；

由人体潜热散热引起的冷负荷计算公式

式(8)中

q_3Li——人员潜热散热逐时冷负荷，W；

n——为建筑内人数，人；

C₃——为人体潜热散热量，W/人；

——群集系数；

人员逐时冷负荷计算公式

q_3i＝q_3si+q_3Li (9)

计算照明逐时冷负荷

q_4i＝η·ε·C₄·P·S (10)

式(10)中

q_4i——照明逐时冷负荷，W；

η——建筑使用率，％；

ε——照明设施逐时使用率，％；

C₄——照明散热负荷系数；

P——照明设备功率密度，W/m²；

S——建筑面积，m²；

计算电气设备逐时冷负荷

q_5i＝η·ε·C₅·P·S (11)

式(11)中

q_5i——电气设备逐时冷负荷，W；

η——建筑使用率，％；

ε——电器设施逐时使用率，％；

C₅——电气设备冷负荷系数；

P——电气设备功率密度，W/m²；

S——建筑面积，m²；

计算新风逐时冷负荷

新风逐时冷负荷计算公式

q_2i＝G·(h_W-h_n) (12)

式(12)中

q_2i——新风逐时冷负荷，W；

G——新风量，kg/s；

h_W——室外空气逐时焓值，J/kg；

h_n——室内空气逐时焓值，J/kg；

计算空调逐时冷负荷

Q_i＝CL_qi+CL_mi+Q_CLi+Q_solari+q_2i+q_3i+q_4i+q_5i (14)

式(14)中

Q_i——空调逐时冷负荷，W；

计算围护结构基本耗热量

Q₁＝K·F·(t_w-t_n) (15)

式(15)中

Q₁——围护结构传热量，W；

K——围护结构传热系数，W/(m²·℃)；

F——围护结构面积，m²；

t_w——冬季空调/采暖室外计算温度,℃；

t_n——冬季室内设计温度，℃；

计算采暖建筑的冷风渗透耗热量

Q₂＝0.278n_k·V_n·c_p·ρ_w(t_n-t_w) (16)

式(16)中

Q₂——冷风渗透耗热量，W

n_k——房间换气次数，次/h；

V_n——房间内部体积，m³；

c_p——冷空气的定压比热，c_p＝1.005kJ/(kg.℃)

ρ_W——供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m³；

t_w——冬季空调/采暖室外计算温度,℃；

t_n——冬季室内设计温度，℃；

0.278——单位换算系数，1kJ/h＝0.278W

计算建筑总热负荷

采暖或空调热负荷

Q_c＝Q₁+Q₂ (17)

上述步骤S3中计算单体建筑冷热源相关用能设备的能耗的具体方法如下：

计算冷源能耗

冷水机组或热泵能耗计算方法(对应的是分别采用热泵、冷水机组两种设备供冷的冷源能耗计算方法，两种计算方法相同)

式(19)中

N_i——夏季空调逐时耗电量，W

Q_i——空调逐时冷负荷，W；

EER_i——冷水机组逐时性能系数，W；

制冷年耗电量

N_a＝ΣN_i/1000 (20)

式(20)中

N_a——冷水机组年耗电量，kWh/a

i——供冷期小时数，h；

计算热源能耗

供暖年耗热量

式(21)中

Q_n·a——供暖年耗热量，KW.h/a；

Q_c——供暖设计热负荷，kW；

D——供暖期天数

t_w——冬季采暖室外计算温度,℃；

t_n——冬季室内设计温度，℃；

t_pj——供暖室外平均温度，℃；

热泵能耗计算方法

式(23)中

N_A——热泵耗电量

COP——热泵机组制热性能系数；

计算冷却塔风机耗电量

冷却塔水流量

式(24)中

L_ti——冷却水流量，m₃/h；

Q_i——空调逐时冷负荷，kW；

k——制冷机制冷时耗功的热量系数；

Δt——冷却水进出水温差，℃；

冷却塔风机功率

N_ti＝∈·L_ti (25)

式(25)中

L_ti——冷却塔水流量，m³/h；

∈——耗电比，G型塔不大于0.05kW/(m³/h)，其他型塔不大于0.035kW/(m³/h)；

N_ti——冷却塔风机逐时耗电量，kW

冷却塔风机耗电量

N_t·a＝∑N_ti (26)

式(26)中

N_t·a——冷却塔年耗电量，kWh；

i——供冷期小时数，h；

计算空调系统水泵能耗

用户侧水泵能耗计算方法

式(27)中

N_zbi——冷冻水泵逐时耗电量，kW；

L_ki——冷冻水流量，m³/h；

H_ki——冷冻水系统阻力，m；

η——水泵效率；

其中

式(28)中

L_ki——冷冻水流量，m³/h；

Q_i——空调逐时冷负荷，kW；

Δt_k——冷冻水进出水温差，℃；

H_ki＝ΔP_m+ΔP_j+ΔP (29)

式(29)中

H_ki——冷冻水系统阻力，m；

ΔP_m——冷冻水系统沿程阻力，m；

ΔP_j——冷冻水系统局部阻力，m；

ΔP——末端设备阻力，m；

冷凝侧水泵能耗计算方法

式(30)中

N_lbi——冷却水泵逐时耗电量，kW；

L_ti——冷却水流量，m³/h；

H_ti——冷却水系统阻力，m；

η——水泵效率；

H_ti＝ΔP_m+ΔP_j+ΔP (31)

式(31)中

H_ti——冷却水系统阻力，m；

ΔP_m——冷却水系统沿程阻力，m；

ΔP_j——冷却水系统局部阻力，m；

ΔP——冷却塔阻力，m；

水泵年耗电量

N_b·a＝Σ(N_zbi+N_lbi) (32)

式(32)中

N_b·a——水泵年耗电量，kWh；

i——供冷期小时数，h；

计算采暖系统水泵能耗

采暖系统水泵能耗计算方法

式(33)中

N_c——采暖系统水泵耗电量，kW；

L_c——采暖系统水流量，m³/h；

H_c——采暖系统阻力，m；

η——水泵效率；

其中

式(34)中

L_c——供暖系统水流量，m³/h；

Q_c——采暖热负荷，kW；

Δt_c——供暖系统进出水温差，℃；

H_c＝ΔP_m+ΔP_j+ΔP (35)

式(35)中

H_c——采暖系统阻力，m；

ΔP_m——采暖系统沿程阻力，m；

ΔP_j——采暖系统局部阻力，m；

ΔP——末端设备阻力，m；

采暖系统水泵年耗电量

N_c·a＝N_c·24·d (36)

式(36)中

N_c.a——采暖系统水泵耗电量，kWh；

d——采暖期天数。

上述步骤S4中计算单体建筑照明设备能耗的具体方法如下：

照明系统逐时能耗计算方法

Q_mi＝η·ε·P·S (37)

式(37)中

Q_mi——照明系统逐时能耗，W；

η——建筑使用率，％；

ε——逐时照明设备同时使用系数，％；

P——照明设备功率密度，W/m²；

S——建筑面积，m²；

照明系统年能耗

Q_m·a＝∑Q_mi (38)

式(38)中

i——照明小时数，h。

上述步骤S5中计算单体建筑电气设备能耗的具体方法如下：

电气设备逐时能耗计算方法

Q_sbi＝η·ε·P·S (39)

式(39)中

Q_sbi——电气设备逐时能耗，W；

η——建筑使用率，％；

ε——逐时电气设备同时使用系数，％；

P——电气设备功率密度，W/m²；

S——建筑面积，m²；

电气设备年能耗

Q_sb＝∑Q_sbi (40)

式(40)中

i——电气设备运行小时数，h。

上述步骤S6中计算单体建筑动力设备能耗的具体方法如下：

所述建筑动力系统能耗主要考虑电梯能耗；

电梯逐时能耗计算方法

式(41)中

Q_dti——电梯逐时能耗，W；

K₁——驱动系统系数；

K₂——平均运行距离系数；

K₃——电梯逐时载荷系数；

H——最大运行距离；

F——逐时运行次数；

P——电梯额定功率，W；

V——电梯速度，m/s。

其中逐时运行次数F和建筑使用人数相关，若建筑有使用人数为N，和电梯可容纳人数n有关:

式(42)中

K₄——建筑使用人员逐时使用电梯比例；

Q_dt＝ΣQ_dti (43)

式(43)中

i——电梯运行小时数，h。

上述步骤S7中计算单体建筑全年能耗的具体方法如下：

单体建筑制冷系统的年能耗

M₁＝N_a+N_ba+N_ta (44)

单体建筑采暖系统的年能耗

M₂＝N_A+N_ca (45)

单体建筑照明、电气设备、动力设备总能耗

M₃＝Q_ma+Q_dt+Q_sb (46)。

上述步骤S8的具体方法如下：

将区域内所有建筑单体的能耗计算出后，根据以上公式进行累加，即可得出区域内建筑年总能耗，将逐时能耗进行累加，可得出区域内建筑群的逐时能耗。

综上所述，本发明的区域建筑能耗预测方法总体流程：第一步，首先收集区域内建筑的相关信息，逐个计算单体建筑的冷热负荷，其中建筑冷负荷采用谐波法的工程简化算法，通过逐时计算得出；建筑热负荷采用稳态方法计算。按照冷热负荷计算得出相关设备所需耗电量，计算出建筑空调和采暖能耗。第二步，计算建筑照明和设备逐时能耗，按照使用时间进行累加，得到全年能耗。第三步，逐一将单体建筑空调采暖能耗、照明能耗和其它用能设备能耗叠加即为各个单体建筑的年能耗。第四步，对区域内所有建筑能耗进行相加，得出区域内建筑群的能耗量。通过上述预测方法，为城市规划人员、建筑设计人员和建筑运营管理人员提供建筑以及区域内的能耗信息，以便于更加科学的进行相关工作。