大型公共建筑能耗预测模型与监管系统研究

发布时间：2020-05-21 10:29

【摘要】：目前,我国大型公共建筑的运行能耗占地区城镇总能耗的20%以上,能源使用效率约为30%,具有典型的“高能耗、低能效”特征。同时,国内大型公共建筑能耗数据统计粗放,缺乏科学的用能监管与预测,严重阻碍了大型公共建筑节能工作的开展。因此,大型公共建筑能耗预测模型与监管系统的研究显得尤为重要。论文研究内容包括以下四方面:(1)在智慧城市背景下,描述了大型公共建筑能耗监管系统的物联网架构、云计算数据中心和大数据监管平台,同时提出了大型公共建筑能耗监管系统的边缘计算模型,旨在通过对能耗数据进行预处理与标准化,以减轻云计算数据中心的计算负载。(2)基于嵌入式工控机,通过LabView开发平台和MySQL数据库设计了大型公共建筑能耗计量系统,实现了对能耗数据的采集、存储和分析功能。(3)选取设备容量、负荷等级、运行时间、设备故障率作为大型公共建筑电能计量装置部署优化的评价指标,应用层次分析法确定各评价指标的权重向量,构建模糊评价模型,优化计量装置的部署。以某大型公共建筑为例,通过优化,其电能计量装置减少30.4%,设备成本和数据存储成本分别下降28.8%、30.4%。(4)基于BP神经网络、NAR神经网络分别建立大型公共建筑能耗预测模型。以某办公建筑能耗数据为样本,采用平均相对误差和平均绝对误差评价两种模型的预测精度。研究结果表明:对于周期性变化,具有时间序列特性的大型公共建筑能耗预测,NAR神经网络模型具有良好的预测效果。通过对大型公共建筑能耗预测模型与监管系统的研究,能够全面、清晰的掌握大型公共建筑的能耗使用情况,进而制定合理的节能控制策略,对实现大型公共建筑的节能降耗具有重要意义。
【图文】：

公共建筑,能耗,占比,大型公建

建筑能源消费总量为 8.57 亿吨标准煤，占全国能源消费总量的 20%[3]。随着中国的城市化进程，预计建筑能耗占全国能源消费总量的比重将达到 35%左右[4]。大型公共建筑（以下简称“大型公建”）是指单体建筑面积在 2 万 m2以上，采用中央空调的办公、商业、旅游、科教文卫、通信以及交通枢纽等公共建筑[5]。据《中国建筑能耗研究报告 2017》统计，2015 年国内即有公共建筑面积 113 亿 m2，占国内城镇建筑面积的 18.4%；而国内即有公共建筑能源消费量为 3.41tce，占全国城镇总能源消费量的 39.7%，国内既有公共建筑能耗强度为 30.2kgce/m2，其能耗强度是城镇居民建筑能耗强度的 2.3 倍，是农村居民建筑能耗强度的 3.9 倍，具体数据如图 1.1 所示[3]。《中国建筑节能年度发展研究报告 2014》指出，当公共建筑单体超过 2 万 m2，采用玻璃幕墙等全密闭形式，配以集中空调系统，其单位建筑面积能耗是普通公共建筑能耗的2-3倍[6]。综上，大型公建具有能耗密度高的特点；与此同时，，大型公建的能源使用效率仅有 30%左右。因此，解决好大型公建“高能耗、低能效”的用能问题将是我国开展建筑节能工作的核心问题。

基础架构,计算数据

西安建筑科技大学硕士学位论文技术已经不能满足海量数据的要求，需要存储空间更大和分析能力更强术。建筑能耗云就是将整个网络的数据储存在计算基础设施中，也就是云行集中管理并对大数据进行深度分析和决策。建筑能耗云采用高效、节能的云服务器建设数据中心，具有技术能力聚集度高、数据处理效率高、数本低的特点。（2）云计算数据中心云计算以数据处理为重点，是一种数据密集型的新型超级计算方法，云一种全新的网络服务模式能够提供复杂的数据存储、计算、网络协作、信功能[75]。智慧城市背景下，大型公建能耗监管系统是实现基于大数据技网络化系统，其中必然用到云计算技术，其云计算数据中心基础架构包括基础设施层、云计算基础平台层和云计算信息服务层，如图 2.2 所示。大型公共建筑能耗监管系统业务应用云计
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU111.195

【参考文献】