基于数字高程模型和人行为研究的城市尺度建筑能耗预估方法

Building energy performance is strongly determined by the design. It is quite necessary to predict energy performance and make adjustment of design at very early stage. .Architects and urban planners usually look for help from professional person who is familar with the simulation and calculation of building energy consumption. It restricts the process of design optimization. It is even worse for big project which is in urban scale. Because in those projects, both simulation and calculation are more complicated and cost more time. Hence, a simple prediction method of building energy performance is urgently required at design stage. .This research took LT Method as reference and proposed a prediction method of building energy consumption, which based on DEM (Digital Elevation Model) and occupant behavior research. Compared with LT Method, the proposed method has greater range of applications and take the influence of occupant behavior into account. It is also examined by case study. Using the proposed prediction method in the construction practice could help to optimize design and achieve the energy saving goal.

建筑的能耗水平高低与设计方案息息相关。在设计之初对建筑能耗进行预估，以节能为目标进行优化十分必要。.目前我国建筑和城市设计方案阶段对建筑能耗的预估主要是借助能耗模拟软件进行模拟或利用复杂表格进行计算。在此过程中，建筑师和规划师往往需要依靠专业人员才能完成此项工作，制约了方案优化进程。尤其是对于城市规模的项目，其建模、计算需要的时间和人力成本更高，对于设计优化进程的制约也更明显。因此，需要建立一套便于建筑师和规划师使用的、简便易行的能耗预估方法，以便在方案阶段辅助设计人员进行优化调整。.本课题基于前人研究成果，在参考LT Method能耗预估体系的基础上，针对其适用范围有限、人行为考虑不足等问题，提出了一套基于数字高程模型信息（DEM）与建筑人行为研究的城市尺度建筑能耗预估方法，并通过具体案例予以检验。该方法应用于我国建设实践，能够更好地以节能为目标进行方案优化，最终实现建筑节能。

在设计之初对建筑能耗进行预估，以节能为目标进行优化十分必要。目前建筑和城市设计方案阶段对建筑能耗的预估主要是借助能耗模拟软件进行模拟或利用复杂表格进行计算。在此过程中，建筑师和规划师往往需要依靠专业人员才能完成此项工作，制约了方案优化进程。尤其是对于城市规模的项目，其建模、计算需要的时间和人力成本更高，对于设计优化进程的制约也更明显。.本课题基于前人研究成果，针对设计初期的特点和实际需求对城市尺度建筑能耗的预估方法进行研究，主要研究内容和成果如下：.（1）在对单位体量空间（典型zone）能耗特点进行分析的基础上，引入“典型zone能耗参考数据库”，将城市区块中建筑形态分解与能耗模拟计算分开，提出了BBEE (Building Blocks Energy Estimation)预估方法基本框架。.（2）以办公建筑为例，针对我国气象条件，建立了由不同朝向不同位置的125个典型zone组成的基本模型(basic model)，选取“使用功能”、“建成年代”、“通风类型”、“空间朝向”、“窗墙比” 以及“楼层位置”六个参数作为变量进行参数化模拟，搭建了典型zone采暖能耗参考数据库。该数据库可以在今后的研究中通过增加变量（编码长度）来进行扩展和细化。.（3）选取了北京某办公建筑群作为案例进行研究，一方面，利用本课题提出的BBEE方法对该建筑群建筑能耗进行预估，另一方面，利用建筑能耗模拟软件DeST对该街区的建筑进行建模及动态能耗模拟。通过模拟结果与预估结果之间的比较对BBEE能耗预估方法进行检验，同时展示了预估体系的流程及应用。.（4）对住宅和办公建筑用户开关窗、开关空调行为模式进行问卷和实测调研。尝试了多种预估模型并进行横向比较。证明在设计初期根据建筑及目标用户的基本信息对未来用能行为模式进行判断的可行性，并考虑将行为模式预测整合入BBEE能耗预估体系，对BBEE能耗预估方法进行补充完善，以便更好地基于设计初期的实际情况对规划设计提供参考。..本课题研究对于在设计初期将节能理念融入建筑设计与城市规划实践具有重要参考意义。