基于集群随机人员行为模型的办公建筑自然通风特性研究

Occupant behavior would influence the actual performance of ventilation, the indoor environment and the building energy consumption greatly. However, currently, there is lack of comprehensive analysis of the elements influencing the occupants’ ventilation behavior. What is more, the research about the change of behavior under a clustered situation is even fewer. How to come up with an effective stochastic cluster model to describe the occupants’ ventilation behavior, is a key issue to solve the performance analysis of natural ventilation in office buildings..Therefore, based on the result of large-scale questionnaire inquiry and typical case measurement, this study aims to extract the accurate and independent environmental characteristic parameter. Stochastic model is taken to describe and analysis the characteristics of ventilation behavior. Gini index is taken to describe the differences of occupants in the ventilation behavior. Extremal function and whole probability formula are taken to modify the change of behavior under cluster situation. Finally, the method to combine occupants’ ventilation model with building energy modelling program is come up to realize the joint annual dynamic simulation of occupant behavior and the building performance..The achievement of this study can be used to realize the quantitative analysis of the influence of occupant behavior on the performance of natural ventilation, and support the characteristics research of natural ventilation in office buildings.

人员行为对于办公建筑自然通风的实际效果、室内环境及建筑能耗具有重要影响。然而目前尚缺乏对人员通风行为影响因素的综合分析，特别是关于集群状态下人员通风行为变迁方面的研究，较为欠缺。如何提炼出有效的集群随机人员通风行为模型，是分析办公环境下建筑自然通风实际性能时亟待解决的一个关键基础问题。.因此，本研究拟基于大范围问卷调研和典型案例实测，提炼准确合适的具有相对独立影响的环境表征参数，从而对动作特征采用概率函数的形式进行分析；进而，采用基尼系数刻画个体在通风行为方面的差异性特征，并采用极值函数、全概率公式等方式对集群作用下的典型行为人、社会懈怠作用等现象进行模型上的补充和修正；最后，给出人员通风行为模型和建筑能耗模拟软件的接口和数据互换模式，实现人员通风行为与建筑性能的联合仿真及全年动态模拟。.基于本研究，可实现人员通风行为对建筑自然通风性能影响的定量分析，为办公建筑自然通风特性研究提供支撑。

人员行为对于办公建筑自然通风的实际效果、室内环境及建筑能耗具有重要影响。然而目前尚缺乏对人员通风行为影响因素的综合分析，特别是关于集群状态下人员通风行为变迁方面的研究，较为欠缺。如何提炼出有效的集群随机人员通风行为模型，是分析办公环境下建筑自然通风实际性能时亟待解决的一个关键基础问题。.因此，本研究基于问卷调研和典型案例实测，提炼准确合适具有相对独立影响的环境表征参数，进而采用两种数据统计方法（基于窗户状态，基于窗户开关动作），对开放式办公空间内的人员窗户调控行为特征采用概率函数的形式进行定量描述。同时，利用随机森林等数据挖掘方法，从算法层面对模型进行改进。基于以上工作，构建了人员调控行为随机模型，并从开启率、开关曲线和实测结果的吻合程度等方面对模型进行了验证。最后，给出人员通风行为模型和建筑能耗模拟软件的接口和数据互换模式，实现人员通风行为与建筑性能的联合仿真及全年动态模拟，并以一个调研测试对象为例对其进行了应用分析。.由于建筑内的人员窗户调控行为有着随机性、复杂性、集群性等特点，建筑内人员窗户调控行为是造成建筑实际能耗和能耗模拟预期差异的重要原因之一。本文的研究成果有助于更好的定量描述开放式办公空间中的人员开窗行为，为建筑性能模拟分析软件的模型库增加人员窗户调控行为类型，可实现人员通风行为对建筑自然通风性能影响的定量分析，为办公建筑自然通风特性研究提供支撑。