基于大数据的居住建筑环境调节方法与流程

1.本发明属于环境调节技术领域，更具体地说，是涉及基于大数据的居住建筑环境调节方法。


背景技术：

2.现如今，人们对建筑室内环境品质的关注和要求越来越高，室内环境品质的优劣与人们的健康、舒适度、工作效率等都息息相关，但在实际中却存在着资源浪费严重的问题。同时，建筑中存在着严重的信息不对称问题。信息指的是各项室内的环境参数，包括温度、相对湿度、黑球温度、污染物浓度、光照强度、噪声和风速等。
3.由于目前大多数建筑都缺乏完善的环境监测系统，从而造成了上述环境信息的缺乏，从而无法针对性且经济性的对建筑内的环境进行调节。并且即便在设置了环境监测系统的建筑中，由于测点数量有限，因此监测到的其实是较为单一的环境参数，而非分布式参数。尤其是在大空间建筑中，实际环境一定是非均匀的，因此少量的环境监测测点并不能代表室内各处的实际环境。而且测点位置与实际人员分布不一定是准确对应的，这也将导致客观监测数据与实际人员感受脱节，从而使得基于环境监测和人员感受的环境调控策略针对性不强，环境品质与人员满意度得不到有效改善，同时造成能源的浪费。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供基于大数据的居住建筑环境调节方法，旨在解决环境调控策略针对性不强，环境品质与人员满意度得不到有效改善，能源浪费严重的问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供基于大数据的居住建筑环境调节方法，包括：
6.获取建筑内各处以及所述建筑外的环境参数，根据所述建筑的类型以及结构构建出同规格的模型；
7.以所述环境参数为基础，在所述模型中模拟并确定出将所述建筑内的环境调节至预设值所需要的条件以及时间；
8.确定出人员活动的规律，结合所述模拟中反馈的信息对所述建筑内的特定区域进行针对性的调整。
9.在一种可能的实现方式中，所述获取建筑内各处以及所述建筑外的环境参数，根据所述建筑的类型以及结构构建出同规格的模型包括：
10.确定所述建筑内各处以及所述建筑外的温度、湿度、风速和光照强度等所述环境参数；
11.根据所述环境参数，在所述模型中进行同等的模拟，以使所述模型内的环境变化与所述建筑内的环境变化相同。
12.在一种可能的实现方式中，所述在所述模型中模拟并确定出将所述建筑内的环境调节至预设值所需要的条件以及时间包括：
13.通过热感探头等相关设备确定出所述建筑内外之间热量传递的位置以及多少，确定所述建筑内外的风速、风向、湿度、光照强度等参数的差距；
14.通过确定出所述环境参数的差距，在所述模型中模拟出维持所述环境参数平衡所需的调节方式。
15.在一种可能的实现方式中，所述确定出人员活动的规律包括：
16.判断出人员相对于所述建筑的位置以及各自的活动规律，根据所述活动规律对活动区域以及非活动区域进行独立的所述环境参数的调节。
17.在一种可能的实现方式中，所述在所述模型中模拟出维持所述环境参数平衡所需的调节方式包括：
18.设定理想参数，在所述模型中模拟出达到所述理想参数所需的条件以及时间；
19.根据所述人员的活动规律，对相关的环境调节设备的运行情况进行适当的调整。
20.在一种可能的实现方式中，所述确定出人员活动的规律包括：
21.将所述建筑进行活动区域和非活动区域的划分，对每个所述人员建立相应的活动规律档案；
22.根据所述档案以及所述人员的设定调整活动区域和非活动区域的所述环境参数。
23.在一种可能的实现方式中，所述根据所述档案以及所述人员的设定调整活动区域和非活动区域的所述环境参数包括：
24.将所述环境参数划分为至少四个档位，根据所述档案以及所述人员的设定提前对当前以及下一个活动区域的所述档位进行调整。
25.在一种可能的实现方式中，将所述环境参数划分为至少四个档位包括：
26.以经济性和舒适性为参考标准，将至少四个所述档位分别划分为舒适档、适中档、经济档和关闭档；
27.根据活动区域与非活动区域的间隔，将非活动区域的所述档位调整为所述经济档或者关闭档。
28.在一种可能的实现方式中，所述根据所述档案以及所述人员的设定提前对当前以及下一个活动区域的档位进行调整包括：
29.根据所述档案，在当前的活动区域将要结束时，逐步降低该区域所对应的所述档位；
30.当要进入下一活动区域时，逐步升高该区域所对应的所述档位。
31.在一种可能的实现方式中，所述根据所述档案以及所述人员的设定提前对当前以及下一个活动区域的所述档位进行调整包括：
32.根据所述人员的活动类型，对当前所述档位的所述环境参数进行调整，以使所述环境参数稳定在所述理想参数。
33.本发明提供的基于大数据的居住建筑环境调节方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明基于大数据的居住建筑环境调节方法中首先需要获取建筑内各处的环境参数以及建筑外的环境参数，同时根据建筑的类型以及结构构建出相应的模型。根据获取的环境参数，在模型中模拟将建筑内的建筑内的环境调节至预设值所需要的条件以及时间。在模型中模拟完成之后，从而能够预先规划出环境调节的整个过程。
34.为了更加针对性且经济性的对建筑内的环境进行调节，需要确定出人员活动的规
律，此时结合模型中反馈的信息对建筑内的特定区域进行调整。本技术中，构建的模型能够真实模拟实际的建筑，通过模型中的模拟能够提前规划出参考性较强的调节路线，通过确定人员的活动规律，则极大程度的减少了资源的消耗，提高了节能水平。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本发明实施例提供的基于大数据的居住建筑环境调节方法的流程图。
具体实施方式
37.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
38.请参阅图1，现对本发明提供的基于大数据的居住建筑环境调节方法进行说明。基于大数据的居住建筑环境调节方法，包括：
39.获取建筑内各处以及建筑外的环境参数，根据建筑的类型以及结构构建出同规格的模型。
40.以环境参数为基础，在模型中模拟并确定出将建筑内的环境调节至预设值所需要的条件以及时间。
41.确定出人员活动的规律，并结合模型中反馈的信息对建筑内的特定区域进行针对性的调整。
42.本发明提供的基于大数据的居住建筑环境调节方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明基于大数据的居住建筑环境调节方法中首先需要获取建筑内各处的环境参数以及建筑外的环境参数，同时根据建筑的类型以及结构构建出相应的模型。根据获取的环境参数，在模型中模拟将建筑内的建筑内的环境调节至预设值所需要的条件以及时间。在模型中模拟完成之后，从而能够预先规划出环境调节的整个过程。
43.为了更加针对性且经济性的对建筑内的环境进行调节，需要确定出人员活动的规律，此时结合模型中反馈的信息对建筑内的特定区域进行调整。本技术中，构建的模型能够真实模拟实际的建筑，通过模型中的模拟能够提前规划出参考性较强的调节路线，通过确定人员的活动规律，则极大程度的减少了资源的消耗，提高了节能水平。
44.为了有效地获得建筑(尤其是大空间建筑)的室内环境实际分布结果，则需要我们在建筑中部署更密集的传感器。但是，这一方法并不能完全解决上述问题，因为依靠测点得到的结果一定是非连续的，并不能得到室内任意一个位置的环境参数；同时，更加密集的传感器部署，将会带来成本的剧增和维护的困难，可行性很低。
45.建筑节能，在发达国家最初为减少建筑中能量的散失，普遍称为“提高建筑中的能源利用率”，在保证提高建筑舒适性的条件下，合理使用能源，不断提高能源利用效率。建筑节能具体指在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中，执行节能标准，
采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品用来提高保温隔热性能和采暖供热效果，以及空调制冷制热系统效率，最终加强建筑物用能系统的运行管理。现有技术中，还会利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，增大室内外能量交换热阻，以减少供热系统、空调制冷制热、照明、热水供应因大量热消耗而产生的能耗。
46.本技术在于提供一种能够对建筑的运行状态以及电能的消耗均能够进行一定监测的系统，通过该系统可以较为准确的对室内的环境进行控制，从而在节约能源输入的基础上，保证舒适性，降低能源的消耗。
47.在本技术提供的基于大数据的居住建筑环境调节方法的一些实施例中，获取建筑内各处以及建筑外的环境参数，根据建筑的类型以及结构构建出同规格的模型包括：
48.确定建筑内各处以及建筑外的温度、湿度、风速和光照强度等环境参数。
49.根据环境参数，在模型中进行同等的模拟，以使模型内的环境变化与建筑内的环境变化相同。
50.本技术中首先需要测量出室外的环境参数，这些室外的环境参数包括室外的温度、湿度、风速和外界的光照强度。通过上述参数的测量，能够对建筑外部的情况做出准确的判断，并且能够判断出对室内环境影响的情况。
51.当建筑外部的环境参数确定之后，需要对室内的环境情况进行测量，为此需要在室内安装多个传感器，这些传感器用于测量室内的环境情况，由于现有的市面上相关的方案较多，这里就不在赘述。
52.通过对建筑外以及建筑内的环境信息进行监测，能够初步掌握所需要的参数，但是如果不对建筑自身的建筑结构以及保温隔热性能等进行测量那么就无法对建筑进行针对性的调节。
53.为了实现上述的效果，首先需要确定出整个建筑的空间布局，建筑墙体的结构组成，建筑窗户的保温系数等。并且还需要对整个建筑与外界的能源交换的位置以及形式均进行确定，最终的目的是，能够对整个建筑的情况进行全面且细致的确认。
54.在确定了上述的关键因素之后，建立建筑整体的运行模型，在模型中需要根据实际的情况在模型的特定位置模拟出实际的太阳光的光照强度以及光照角度，最终的目的是，将外界环境中的参数以及建筑内的参数均模拟在模型内，使模型与实际一一对应。
55.在本技术提供的基于大数据的居住建筑环境调节方法的一些实施例中，在模型中模拟并确定出将建筑内的环境调节至预设值所需要的条件以及时间包括：
56.通过热感探头等相关设备确定出建筑内外之间热量传递的位置以及多少，确定建筑内外的风速、风向、湿度、光照强度等参数的差距。
57.通过确定出环境参数的差距，在模型中模拟出维持环境参数平衡所需的调节方式。
58.人体自身会产生或者吸收一定的热量，并且提高人体居住的舒适性是本技术节能效果的一个评价指标，因为如果人体自身感觉不舒适，那么即便该监测方法多么节能，也无法得到推广，也没有实际的意义。
59.为此，在建筑内安装有多个热感探头，通过上述的热感探头可以准确的判断出建筑内人员的人数以及温度的情况。更为重要的是，为了能够进行更加细致且准确的判断，通过热感探头或者其他设备的配合明确出当前人员所处的位置，也即与建筑的相对位置。
60.在实际应用时，也可以将需要采集到的人员的情况实时的上传至模型中，通过上述方法，模型就能够针对人员所处的位置，进行精确的调节，以达到对人员所处的位置进行针对性的调节，以达到舒适与节能的统一。也即可预先在模型中进行模拟调节至目标状态所需的时间以及所需消耗的能源，由于模型中模拟的时间较短，可快速的应用到实际的建筑内。
61.在本技术提供的基于大数据的居住建筑环境调节方法的一些实施例中，确定出人员活动的规律包括：
62.判断出人员相对于建筑的位置以及各自的活动规律，根据活动规律对活动区域以及非活动区域进行独立的环境参数的调节。
63.热感探头不仅用于检测人体的温度以及位置，热感探头也用来测定出建筑内各个物体的温度情况以及建筑内各处的温度值。由于建筑内的物体的位置通常情况下不发生变化，而为了将实际建筑中的物体构建在模型中，因此可通过摄像头等工具，在模型中建立相应的体积块。
64.物体使用过程中多会散发出热量，而更多的是建筑内仅有空调等设备可以吸收热量，基于以上的考虑，可将建筑内各物体的功能和类型进行分类及划分，然后配合热感探头确定出各物体热量产生的位置以及大小，然后热感探头会将检测到的温度情况均标定在模型中各体积块的相应位置。
65.热感探头可以检测出窗户等地方的温度，通过将所有可能涉及热量传输的物体进行检测，就能够对建筑内的热量流失等进行精确的分析。并且为了提高检测的精度以及准确性，除了温度情况外，建筑内空气流动的速率，空气流动的风向等一些参数均需要进行测量并标定在模型中。
66.通过相关的检测设备，可以明确出建筑内与建筑外的温度差，也即能够确定出了热量输入和输出的情况，从而便于对建筑内温度的调节情况。
67.通过上传的数据并结合模型，由于模型便于数字化，因此通过模型中各处的温度变化情况，最终就能够推断出建筑内热量流失的位置以及方式，也即通过模型为建筑内节能的改进提供数据参考。
68.在本技术提供的基于大数据的居住建筑环境调节方法的一些实施例中，在模型中模拟出维持环境参数平衡所需的调节方式包括：
69.设定理想参数，在模型中模拟出达到理想参数所需的条件以及时间。
70.根据人员的活动规律，对相关的环境调节设备的运行情况进行适当的调整。
71.现有的建筑内的环境调节系统，虽然设置有多个用于检测相应参数的传感器等构件，也即现有的方法或者系统能够完成部分参数的测量并且能够保证测量的准确性。但是在现有的环境调节系统的内部通常会设置一个理想参数集，这个理想参数集可由用户自行设定。现有的建筑内环境调节系统为了达到理想的情况，就需要使相关的设备反复的启动或者关闭，也即导致实际室内的环境参数在理想参数的一定范围内波动，最终导致的结果是虽然较为舒适，但是所需耗费的能源较多。
72.主要原因是，现有的方法只是针对检测到的参数进行的调节，一旦检测到的参数偏离理想参数，就立刻进行相应的操作，其目的是使建筑内的环境参数回归设定的理想的情况。当达到上述情况之后，用于调节的设备就降低功耗或者停机，当室内环境的参数与理
想参数的差距超过一定值之后，设备再次高功率运行。由于设备运行功率一直在变化，不仅舒适性较低，并且能源消耗比较严重。
73.为了解决这个问题，本技术中，需要根据各环境监测的传感器等设备所采集到的参数判断出热量流入和散失的情况，然后根据热量的差值针对性的调整环境调节设备的运行功率，也即环境调节设备能够将散失或者流入的热量进行补齐，使相应的建筑内热量处于一个平衡的状态，从而避免了功率的频繁变化，最终节约了资源保证了舒适性。
74.在本技术提供的基于大数据的居住建筑环境调节方法的一些实施例中，确定出人员活动的规律包括：
75.将建筑进行活动区域和非活动区域的划分，对每个人员建立相应的活动规律档案。
76.根据档案以及人员的设定调整活动区域和非活动区域的环境参数。
77.为了能够针对性的调节，首先为建筑内的每个人员设立一个对应的档案，通过探头等检测设备等分析出各人员相应的活动规律，根据上述情况，从而针对性的对当前的建筑环境进行针对性的调节。
78.为了更加详细的进行说明，系统会根据不同人不同的活动规律，生成不同的档案，这个档案中储存有不同时间段不同的活动情况，以及相关活动对建筑内环境影响的情况。
79.可通过深感探头或者通过高清摄像头等确定出当前人的位置以及进行的活动的种类，根据档案中记载的情况推断出接下来的一个或者几个活动。为了更加详细的进行说明，首先系统根据人当前的活动类型以及该活动类型可能持续的时间来对目前处在的场所进行环境的调节，并且此时系统会推测出接下来的活动内容。当一个活动快要完成时，启动对下一个场所环境的调节工作。此时其他不会进行活动场所的环境参数就不需要进行调节，从而最大限度的节约能源。
80.在本技术提供的基于大数据的居住建筑环境调节方法的一些实施例中，根据档案以及人员的设定调整活动区域和非活动区域的环境参数包括：
81.将环境参数划分为至少四个档位，根据档案以及人员的设定提前对当前以及下一个活动区域的档位进行调整。
82.如果档案中记载的当前进行活动的持续时间较短，那么无需使当前场所的环境参数调整至理想的情况。当档案中记载的持续的时间可能较长，那么就需要使对应场所的环境能够处于一个相对舒适的情况，也即需要针对不同的情况，就需要不同的处理方法。
83.在当前的活动将要结束时，通过降档在感知不强的基础上达到了节能的效果。提前对下一个活动区域进行调节，提高了舒适性，避免了空调等设备直接满功率的运行，降低了电能的消耗。
84.在本技术提供的基于大数据的居住建筑环境调节方法的一些实施例中，将环境参数划分为至少四个档位包括：
85.以经济性和舒适性为参考标准，将至少四个档位分别划分为舒适档、适中档、经济档和关闭档。
86.根据活动区域与非活动区域的间隔，将非活动区域的档位调整为经济档或者关闭档。
87.为了既能够节约资源又能够尽可能的提高舒适性，首先在系统内设置有至少四个
档位。以四个档位为例，第一档位为舒适档，该级为理想情况。第二档为适中档，该档位比第一档舒适性降低但是由于对环境的调节力度较小，因此经济性提高。第三档为经济档，舒适性进一步降低但是经济性进一步提升。第四档为关闭档，该档位中相应的设备处于关闭的状态，因此经济性最高。如果不进入某个场所，那么该场所的档位为第四档，如果在一个场所长时间活动，那个该场所应处于第一档。
88.通过设置档位，根据人员活动的类型以及持续的时间，对场所进行不同层次的调节，达到节能的目的。
89.在本技术提供的基于大数据的居住建筑环境调节方法的一些实施例中，根据档案以及人员的设定提前对当前以及下一个活动区域的档位进行调整包括：
90.根据档案，在当前的活动区域将要结束时，逐步降低该区域所对应的档位。
91.当要进入下一活动区域时，逐步升高该区域所对应的档位。
92.为了最大程度的降低资源的消耗，系统需要分析出各个人员的活动规律，然后根据上述的活动规律，提前将相应的场所升档或者进行降档处理。
93.具体的实现方式是，根据档案中记载的活动规律等其他一些内容，当人员在一个场所的活动将要结束时，可将当前场所的档位降低，因为环境变化需要一个过程，因此人员感知不强，从而提高一定的经济性。当用户完全离开相应的场所之后该场所的档位被降至最低，使设备处于待机的状态。在人员离开前，根据档案提前调节下一个场所的档位，并且通过档案中在下一个场所可能活动的时间，可适当的将场所的建筑内的环境调节至第二档、第三档或者第四档。
94.由于每个场所适宜的档位不同，因此通过上述针对性的处理，在保证舒适性的情况下，尽可能的降低了能源的输入。
95.在本技术提供的基于大数据的居住建筑环境调节方法的一些实施例中，根据档案以及人员的设定提前对当前以及下一个活动区域的档位进行调整包括：
96.根据人员的活动类型，对当前档位的环境参数进行调整，以使环境参数稳定在理想参数。
97.本技术中设置有多个档位，每个档位均对应一种目标环境参数，但是随着用户活动的进行，活动本身或者外部的环境必然会产生一定的热量或者会使一定的热量流失，由于建筑内场所的环境发生了变化，就有可能使场所内的环境偏离相应的档位。此时现有的做法是，需要加大或者缩短设备的功率来使环境因素处于当前设定的档位。
98.上述方法存在过度调节的问题，以温度为例，档位所对应的温度为27℃，但是活动产生的温度使场所温度升高了2℃变成了29℃，此时就需要相应的设备将温度从29℃降温至27℃，此降温的过程就为过度调节，也即以空调为例，之前需要制热至27℃，现在需要制冷。
99.本技术为了解决上述问题，首先会根据场所内活动的类型以及对环境的影响情况，会对档位进行适当的调整。当档位为27℃时，系统推测活动会导致温度升高2℃，此时在进入场所之前，可将环境温度设定在25℃，当用户进入场所并开始活动之后，温度最终会升高在27℃，达到适宜的温度，通过此种方法，无需设备反复的升温和降温，提高了经济性。
100.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。