单栋居住建筑的电气能耗模拟及节能的方法
【专利摘要】本发明提供了一种单栋居住建筑的电气能耗模拟方法，包括如下步骤：a)对单栋居住建筑内房间信息和电气设备收集和统计；b)进行使用人员的统计及其各自生活模式的统计和设定；c)统计居所内每个房间的使用模式；d)进行季节负荷的逐日耗电量分析；e)对其他居民用电负荷的能耗设定典型日；f)对其他居民用电负荷的能耗以典型日的方式进行统计分析；g)对典型日的逐时负荷统计进行修正；h)将季节负荷逐日能耗数据与其他居民用电的逐日能耗负荷进行合并；i)对可再生能源的发电量进行逐日统计；j)通过逐日耗能分析和日发电量进行比较，以判断单栋居住建筑的用能量是否符合标准，若不符合则采取改进措施。
【专利说明】单栋居住建筑的电气能耗模拟及节能的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电气能耗模拟的方法，尤其是一种单栋居住建筑的电气能耗模拟及节 能的方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济社会的发展，能源短缺问题越来越成为一个能使我国保持可持续发 展的一个关键问题。因此大力发展成为了一个迫在眉睫的问题。而在所以的节能技术中， 建筑电气节能又成为了一个关键问题。根据资料显示，在我国建筑能耗占总能耗的27%以 上，而且还在以每年1个百分点的速度增加。面对如此严重的问题，发展建筑电气节能技术 成为节能问题的重中之重。
[0003] 目前单栋居住建筑的能源消耗集中体现在电力资源、燃气资源和水资源。而后两 者由于使用设备单一且统计方便，能源消耗量显而易见，并且可以通过使用个别节能设备 达到省钱节能的目的。而家庭中90%以上的设备都是由电能驱动的，电力的消耗也仅在入 户处设置一级用于计费的电能表，这就让单栋居住建筑的电气能耗只有宏观统计，没有微 观数据。这种方式的统计数据无法满足现代民众对于节能、节电、节财的实际需求。
[0004] 因此需要设计一种可以进行实际操作的单栋居住建筑能耗模拟的方法。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种单栋居住建筑的电气能耗模拟方法，所述方法包括如 下步骤：a)对所模拟的单栋居住建筑内房间的信息和建筑内电气设备的信息进行收集和 统计；b)进行单栋居住建筑使用人员的统计及其各自生活模式的统计和设定；c)统计单栋 居住建筑居所内每个房间的使用模式；d)对于季节负荷的耗电量进行逐日能耗模拟分析； e)对季节负荷以外的其他居民用电负荷的能耗设定典型日；f)对季节负荷以外的其他居 民用电负荷的能耗以典型日的方式进行统计分析；g)对步骤f得到的典型日的逐时负荷统 计进行修正；h)将季节负荷逐日能耗数据与步骤e_g计算得到的其他居民用电的逐日能耗 负荷进行合并；i)对可再生能源的发电量进行逐日统计；j)通过逐日耗能分析和日发电量 进行比较，以判断单栋居住建筑的用能量是否符合标准，若符合，则结束，若不符合，则进行 步骤jl_j3中任意一个或多个的组合：jl)改进居所维护结构或使用高效空调设备，返回步 骤d;j2)增加可再生能源的发电量，返回步骤i;j3)对居所内电气设备进行低能耗设计， 返回步骤e。
[0006] 优选地，所述步骤b中，对生活模式列出具体的时间表，总结出对应的用电消耗。
[0007] 优选地,所述季节负荷包括采暖、制冷、通风用电。
[0008] 优选地，所述其他居民用电负荷包括与人员行为有关负荷、日常用电负荷和基础 用电负荷。
[0009] 优选地，所述典型日包括正常上班典型日、正常周末典型日、客人周末典型日、出 差工作典型日和出差周末典型日。
[0010] 优选地，所述与人员行为有关负荷涉及的用电包括：照明用电，炊事用电，一般插 座用电。
[0011] 优选地，所述日常用电负荷是针对单栋居所内由人员活动时就会发生，但又无法 确定用电发生时间的一类负荷。
[0012] 优选地，所述基础用电负荷是针对单栋居住建筑每天必然发生且持续发生的用电 负荷。
[0013]优选地，所述可再生能源选自：生物质能、风能、太阳能。
[0014]优选地，通过所述单栋居住建筑的屋顶面积和辐射量分析来计算太阳能的发电 量。其他可再生能源发电量可参考相关公式计算。
[0015]根据本发明的单栋居住建筑的电气能耗模拟方法，可以对实际的建筑能耗设计进 行有效的指导和检验。通过本发明的方法可以有效地识别出单栋居住建筑基于用户行为的 各种能耗的来源和组成，从而采取相应的节能方案来降低能耗。另一方面，通过精确地分析 家庭电耗组成，也可以反过来改进建筑电气的设计，从而从源头上降低能耗，实现绿色节能 建筑的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下 描述得以阐明，其中：
[0017] 图1示意性示出根据本发明单栋居住建筑的电气能耗模拟的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0018]通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方 法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来 对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
[0019]在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同 或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
[0020] 图1为根据本发明的单栋居住建筑的电气能耗模拟的方法的流程图。首先进入步 骤101，对所模拟的单栋居住建筑内房间的信息和建筑内电气设备的信息进行收集和统计。
[0021] 具体地，可以通过对单栋居住建筑的平面布局信息收集统计来了解各个房间的布 局以及使用功能。根据本发明的房间信息统计优选以房间功能划分。例如，房间可分为客 房、厨房、会客厅、洗衣房、车库、卧室、更衣间、卫生间等。对建筑内电气设备的信息的统计 也以电气的功能进行划分。例如，主要分类包括：照明、采暖和空调、电梯、给排水设备、家用 电器等。对于每个电气设备，还需统计其使用地点、数量及其功率信息等。
[0022] 然后进入步骤102,进行单栋居住建筑使用人员的统计及其各自生活模式的统计 和设定。生活模式的设定优选以日为单位。由于单栋居住建筑的使用人员相对固定，作息 习惯规律性强，相对普通住宅而言的变化可能性小。因此，对于建筑的使用者生活作息需要 进行事先的统计和模型化，以便之后便于统计分析。
[0023] 居所人员主要是指长期生活在单栋居住建筑的居所里的人员。每个人员的几种主 要生活模式例如包括上班、上学、周末休息、休假休息、工作出差、家庭聚会、朋友聚会等。 由于涉及的生活模式可能较多从而导致模拟算法的复杂性过大，优选地，需要对其进行有 目的性区别和归类。对生活模式进行区别和归类的目的主要是进行电气能耗分析，对于能 耗影响较小的模式适当与相似其他模式合并处理，以简化计算复杂度。对每种模式要列出 具体的时间表，例如上班模式：起床时间、上班时间、下班回到居所时间、夜间居所内生活习 惯、夜间休息时间。其中每一种模式内可能会有多种生活习惯，对于此种情况在数据采样 调查阶段应尽可能多的采样每种习惯的数据，配合房间使用总结出每种习惯对应的用电消 耗。
[0024] 对居住人员及其各自生活模式的统计和进行设定之后，进入步骤103,统计单栋居 住建筑居所内每个房间的使用模式，将上述步骤101-102统计到的人员和电气设备信息表 示成为每个房间的一种或多种使用模式。通过了解居所内人员作息和设备配置，可以很明 确的将居所内所有房间的用电设备的运行功率与它们各自的使用时间联系起来，而两者联 系在一起后，可以得到各个房间每一时刻的各种设备的用电能耗。
[0025] 下表是一个示例性的房间使用模式统计：
【权利要求】
1. 一种单栋居住建筑的电气能耗模拟方法，所述方法包括如下步骤： a) 对所模拟的单栋居住建筑内房间的信息和建筑内电气设备的信息进行收集和统 计； b) 进行单栋居住建筑使用人员的统计及其各自生活模式的统计和设定； c) 统计单栋居住建筑居所内每个房间的使用模式； d) 对于季节负荷的耗电量进行逐日能耗模拟分析； e) 对季节负荷以外的其他居民用电负荷的能耗设定典型日； f) 对季节负荷以外的其他居民用电负荷的能耗以典型日的方式进行统计分析； g) 对步骤f得到的典型日的逐时负荷统计进行修正； h) 将季节负荷逐日能耗数据与步骤e_g计算得到的其他居民用电的逐日能耗负荷进 行合并； i) 对可再生能源的发电量进行逐日统计； j) 通过逐日耗能分析和日发电量进行比较，以判断单栋居住建筑的用能量是否符合标 准，若符合，则结束，若不符合，则进行步骤jl_j3中任意一个或多个的组合： jl)改进居所维护结构或使用高效空调设备，返回步骤d ; j2)增加可再生能源的发电量，返回步骤i ; j3)对居所内电气设备进行低能耗设计，返回步骤e。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤b中，对生活模式列出具体的时间表，总 结出对应的用电消耗。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述季节负荷包括采暖、制冷、通风用电。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述其他居民用电负荷包括与人员行为有关负 荷、日常用电负荷和基础用电负荷。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述典型日包括正常上班典型日、正常周末典型 日、客人周末典型日、出差工作典型日和出差周末典型日。
6. 根据权利要求4所述的方法，其中所述与人员行为有关负荷涉及的用电包括：照明 用电，炊事用电，一般插座用电。
7. 根据权利要求4所述的方法，其中所述日常用电负荷是针对单栋居所内由人员活动 时就会发生，但又无法确定用电发生时间的一类负荷。
8. 根据权利要求4所述的方法，其中所述基础用电负荷是针对单栋居住建筑每天必然 发生且持续发生的用电负荷。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中所述可再生能源选自：生物质能、风能、太阳能。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中通过所述单栋居住建筑的屋顶面积和辐射量分 析来计算太阳能的发电量。
【文档编号】G06F19/00GK104318073SQ201410524043
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年10月8日
【发明者】王旭, 刘鹏, 康国青, 张辉 申请人:中国建筑设计院有限公司