规范性用能反馈对居住者节能行为和建筑用能影响及控制策略研究

Occupant behavior is an important factor that relates to the building energy consumption. Internationally, there were many theoretical researches and practices that focus on individual energy use behavior based on the normative feedback intervention，while few focus on group energy use behaviors. In China, the theoretical research and practice of normative feedback interventions for energy use has just begun. In this project, group energy conservation behaviors and building energy use with the intervention of normative energy feedback will be systematically studied in view of the characteristics of occupant energy use behavior and the engineering application demand in China. The theoretical basis of this study includes architectural thermophysics, social psychology, environmental behaviouristics, communication dynamics, social network theory, and group behavior theory. A variety of techniques and approaches, such as agent-based modeling and simulation, community energy conservation experiment, big data analysis, system simulation experiment and scenario analysis, will be used to reveal the formation mechanism of group energy conservation behaviors with the intervention of normative energy use feedback firstly. Then a coupled simulation model of the group energy conservation behaviors and community building energy use will be established. Thirdly, the key components that affect the formation of group energy conservation behaviors and building energy use, will be found out. Finally, a normative feedback control method to promote the long-term energy conservation behaviors of the occupant group will be proposed, which will provide a new technical means for building energy saving and emission reduction. Overall, the implementation of this project will be of certain theoretical and practical significance to improve the technology system for building energy efficiency in China.

人行为是关系到建筑能耗的一个重要因素。目前，国际上主要针对基于规范性反馈干预的个体用能行为展开研究，而针对群体用能行为的基础理论研究相对匮乏。另一方面，国内针对用能行为的规范性反馈干预的理论研究与实践才刚刚起步。为此，本课题从我国居住建筑使用模式和居民用能行为特点出发，基于建筑热物理学、社会心理学、环境行为学、传播动力学、社会网络理论和群体行为理论，综合应用基于Agent建模技术、社区节能实验、系统仿真实验、大数据分析和情景分析法，对规范性反馈干预下的居住者群体用能行为和建筑用能展开系统研究，揭示反馈干预下居住者群体节能行为的形成机制，建立群体用能行为和建筑用能耦合仿真模型，找出影响群体节能行为形成的关键因素，最终形成促使居住者群体形成长期节能行为的规范性反馈控制方法，为建筑节能减排提供一种新的技术手段。本课题的实施对推进我国建筑节能工作有一定的理论价值和现实意义。

人行为是关系到建筑能耗的一个重要因素。目前，国际上主要针对基于规范性反馈干预的个体用能行为展开研究，而针对群体用能行为的研究相对匮乏。国内针对用能行为反馈干预的研究与实践才刚刚起步。为此，本项目以高校学生用能行为和建筑能耗为实证分析对象。首先，综合运用社会心理学、环境行为学、传播动力学、社会网络理论和群体行为理论，分析了环境、行为和反馈干预的相互作用机理，构建结构方程模型对学生群体用能行为的优化路径进行设计和量化分析。其次，采用多主体建模技术，对学生的用能行为进行系统描述并确定仿真主体；利用监测数据获得人员在室、空调用能、照明用能、插座用能等模型，在此基础上设定主体参数及交互规则；采用系统动力学模型刻画用能信息反馈等因素对主体用能行为的影响，基于社会网络模型刻画主体间的信息交互过程；基于Anylogic平台构建混合仿真模型，实现对群体用能行为和建筑能耗快速、准确的预测。然后，针对反馈频率、反馈信息、信息表达方式、反馈比较范围、反馈时间，设计了36个反馈组和1个无反馈对照组；基于反馈干预实验数据，分析了反馈干预下学生用能行为的变化规律以及反馈要素对宿舍能耗的影响，与对照组相比反馈组的用电量均有所减少，减少率为3.4%~24.3%；基于反馈实验结果设计出54个用能反馈系统，对不同空间尺度中的宿舍实施不同的持续反馈和间歇反馈，通过大量仿真模拟分析反馈持续时间、反馈频率、规范性基准值、反馈比较范围、社会网络结构、信息传递速率等参数与群体节能行为和建筑能耗之间的关系。在一年的反馈干预下，仿真模拟工况的节能率稳定在19.4%~33.3%，高节能意识学生占比稳定在85.2%~95.8%。最后，以群体形成长期节能行为和潜在节能量最大为目标，通过情景分析和系统仿真实验，针对宿舍类建筑、普通住宅类建筑和别墅类建筑的住户特点和用能规律，提出适合于不同类型居住建筑的反馈控制策略，为建筑节能减排提供一种新的技术手段。项目成果对推进我国建筑节能工作有一定的理论价值和现实意义。