本發(fā)明涉及建筑節(jié)能控制領(lǐng)域，特別涉及一種公共建筑內(nèi)遮陽簾控制方法。

背景技術(shù)：

1、遮陽簾系統(tǒng)作為建筑的“外套”，其控制直接影響空調(diào)和照明設(shè)置。合理的遮陽簾設(shè)置能在夏季遮擋陽光，冬季增加陽光進(jìn)入，減少空調(diào)負(fù)荷；白天合理利用自然光減少人工照明依賴，降低照明能耗。同時(shí)，合理控制進(jìn)入的光照量，根據(jù)不同時(shí)間點(diǎn)窗外的景色要素控制遮陽簾的開關(guān)還可提高讀者的舒適度。

2、目前，遮陽簾智能控制系統(tǒng)主要有兩類：一是通過傳感器根據(jù)光照、天氣、溫度等自然因素制定策略，二是通過預(yù)設(shè)時(shí)間表控制。前者綜合考慮多種因素，但缺少整體協(xié)調(diào)，后者操作簡(jiǎn)單但無法實(shí)時(shí)響應(yīng)環(huán)境變化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種公共建筑內(nèi)遮陽簾控制方法。

2、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種公共建筑內(nèi)遮陽簾控制方法，包括：

3、步驟1：基于建筑運(yùn)維bim模型，構(gòu)建公共建筑數(shù)字孿生模型；

4、步驟2：基于所述公共建筑數(shù)字孿生模型，建立機(jī)電設(shè)備能耗與遮陽簾控制關(guān)系的空調(diào)和照明的總能耗模型；

5、步驟3：基于室內(nèi)體感溫度、室內(nèi)光線強(qiáng)度、建筑周邊環(huán)境舒適度參數(shù)，建立讀者滿意度與遮陽簾控制關(guān)系模型：

6、步驟4：基于空調(diào)和照明的總能耗的模型和讀者滿意度與遮陽簾控制關(guān)系模型，構(gòu)建能耗與滿意度平衡點(diǎn)評(píng)價(jià)函數(shù)；

7、步驟5：基于能耗與滿意度平衡點(diǎn)評(píng)價(jià)函數(shù)，制定遮陽簾控制策略，完善歷史數(shù)據(jù)庫。

8、進(jìn)一步的，在上述方法中，步驟1：基于建筑運(yùn)維bim模型，構(gòu)建公共建筑數(shù)字孿生模型，包括：

9、步驟1.1：根據(jù)建筑建設(shè)資料以及建筑內(nèi)傳感器和遮陽簾的安裝位置以及相關(guān)設(shè)備參數(shù)，構(gòu)建建筑運(yùn)維bim模型。該建筑運(yùn)維bim模型包含：機(jī)電設(shè)備參數(shù)，遮陽簾參數(shù)和地理信息參數(shù)，表示房間號(hào),?表示房間內(nèi)的遮陽簾安裝位置序號(hào)；其中,

10、機(jī)電設(shè)備包括空調(diào)和照明設(shè)備，,??為空間參數(shù)，?為設(shè)備設(shè)定參數(shù)；

11、遮陽簾參數(shù)?,為遮陽簾尺寸參數(shù)，?為遮陽簾材質(zhì)參數(shù)；

12、地理信息參數(shù)為建筑所處的地理位置的經(jīng)緯度參數(shù)和建筑樓層，為建筑周邊環(huán)境舒適度參數(shù)。

13、步驟1.2：將傳感器采集到的溫濕度和光照的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)集成到步驟1.1中構(gòu)建出的bim模型的對(duì)應(yīng)空間位置，形成空間環(huán)境參數(shù)，其中，?為空間參數(shù)，為溫濕度與光照參數(shù),將機(jī)電設(shè)備的控制功能、bim模型和空間環(huán)境參數(shù)h集成到同一個(gè)系統(tǒng)中，構(gòu)建出公共建筑數(shù)字孿生模型。

14、進(jìn)一步的，在上述方法中，步驟2：基于所述公共建筑數(shù)字孿生模型，建立機(jī)電設(shè)備能耗與遮陽簾控制關(guān)系的空調(diào)和照明的總能耗模型，包括：

15、步驟2.1：根據(jù)步驟1.1中建立的公共建筑數(shù)字孿生模型，以空間參數(shù)為分類，尋找空調(diào)能耗與遮陽簾控制的關(guān)系；

16、步驟2.2：基于空調(diào)能耗與遮陽簾控制的關(guān)系，得到輻射強(qiáng)度關(guān)系函數(shù)；

17、步驟2.3：基于輻射強(qiáng)度關(guān)系函數(shù)構(gòu)建空調(diào)能耗模型；

18、步驟2.4：基于進(jìn)入房間的光照量的計(jì)算公式，得到照明能耗模型；

19、步驟2.5：基于空調(diào)能耗模型和照明能耗模型，得到總能耗的模型。

20、進(jìn)一步的，在上述方法中，步驟2.1：根據(jù)步驟1.1中建立的公共建筑數(shù)字孿生模型，以空間參數(shù)為分類，尋找空調(diào)能耗與遮陽簾控制的關(guān)系，包括：

21、在夏季時(shí)，存在以下能耗公式（1）：

22、（1）；

23、其中，?為內(nèi)部熱負(fù)荷，包括：照明、空調(diào)設(shè)備和人體散熱等；?為通過墻壁和天花板傳遞的熱負(fù)荷；?為進(jìn)入房間的太陽熱輻射量；為空調(diào)為了維持設(shè)定溫度而消耗的總冷負(fù)荷；

24、在冬季時(shí)，計(jì)算的能耗公式（2）如下：

25、（2）；

26、其中，為通過墻壁和天花板流失的熱量，為內(nèi)部熱負(fù)荷，?為進(jìn)入房間的太陽熱輻射量，?為空調(diào)為了維持設(shè)定溫度而消耗的總熱負(fù)荷;

27、進(jìn)一步的，在上述方法中，步驟2.2：基于空調(diào)能耗與遮陽簾控制的關(guān)系，得到輻射強(qiáng)度關(guān)系函數(shù)，包括：

28、熱輻射計(jì)算公式改變?yōu)椋?/p>

29、，

30、其中，根據(jù)公式（1）或（2）得到，是表示房間內(nèi)的遮陽簾的透光面積，是房間內(nèi)的遮陽簾的透過率；

31、（3）；

32、其中，房間內(nèi)的遮陽簾的太陽輻射強(qiáng)度受建筑所處的地理位置的經(jīng)緯度，樓層的高度，以及室外天氣狀況影響；建筑所處的地理位置的經(jīng)緯度，樓層的高度從步驟1中建立的數(shù)字孿生模型中的建筑樓層獲取相對(duì)應(yīng)的值，室外天氣狀況實(shí)時(shí)獲取，使用隨機(jī)森林回歸法來構(gòu)建多個(gè)決策樹，將最終結(jié)果平均來提高預(yù)測(cè)性能，通過均方誤差mse和決定系數(shù)r2來判斷回歸結(jié)果的準(zhǔn)確性，并最后得到對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式（3）。

33、進(jìn)一步的，在上述方法中，步驟2.3：基于輻射強(qiáng)度關(guān)系函數(shù)構(gòu)建空調(diào)能耗模型，包括：

34、基于公式（3），構(gòu)建關(guān)系矩陣：

35、，

36、通過計(jì)算該矩陣，得到空調(diào)能耗模型：

37、。

38、步驟2.4：基于進(jìn)入房間的光照量的計(jì)算公式，得到照明能耗模型，包括：

39、進(jìn)入房間的光照量的計(jì)算公式為：

40、?；

41、其中，?是進(jìn)入房間的光通量，是房間內(nèi)的遮陽簾的窗外的光照強(qiáng)度，是房間內(nèi)的遮陽簾的透光面積，是房間內(nèi)的遮陽簾的透光率（為0-1中間的一個(gè)值），通過對(duì)公式進(jìn)行矩陣轉(zhuǎn)換，最終得到如下公式照明能耗模型；

42、?。

43、進(jìn)一步的，在上述方法中，?步驟2.5：基于空調(diào)能耗模型和照明能耗模型，得到總能耗的模型，包括：

44、總能耗的模型為：

45、（4），

46、其中，表示遮陽簾調(diào)節(jié)對(duì)照明能耗的影響系數(shù)；表示遮陽簾調(diào)節(jié)對(duì)空調(diào)能耗的影響系數(shù)。

47、進(jìn)一步的，在上述方法中，步驟3：基于室內(nèi)體感溫度、室內(nèi)光線強(qiáng)度、建筑周邊環(huán)境舒適度參數(shù)，建立讀者滿意度與遮陽簾控制關(guān)系模型，包括：

48、步驟3.1：根據(jù)室內(nèi)體感溫度，室內(nèi)光線強(qiáng)度，建筑周邊環(huán)境舒適度參數(shù)，構(gòu)建讀者滿意度關(guān)系模型：

49、；

50、繼續(xù)構(gòu)建矩陣函數(shù)關(guān)系式：

51、；

52、通過計(jì)算所述矩陣函數(shù)關(guān)系式，最終將對(duì)讀者滿意度有影響的要素固定為遮陽簾開閉時(shí)間和遮陽簾開閉大小，得到讀者滿意度與遮陽簾控制關(guān)系模型：

53、。

54、進(jìn)一步的，在上述方法中，步驟4：基于空調(diào)和照明的總能耗的模型和讀者滿意度與遮陽簾控制關(guān)系模型，構(gòu)建能耗與滿意度平衡點(diǎn)評(píng)價(jià)函數(shù)，包括：

55、步驟4.1：通過步驟2.5中得到的總能耗模型公式（4）及步驟3.1中得到的讀者滿意度與遮陽簾控制關(guān)系模型：?，定義一個(gè)綜合的目標(biāo)函數(shù)，采用加權(quán)和的方法：

56、 ，

57、其中，和是權(quán)重，表示能耗和滿意度的相對(duì)重要性,?使得滿意度越高時(shí)，目標(biāo)函數(shù)越小，從而使得優(yōu)化結(jié)果更好。實(shí)際決策者根據(jù)自己的需求確定和，最后求解目標(biāo)函數(shù)的最小值，找到最佳的對(duì)應(yīng)的和，以得到最終優(yōu)化函數(shù)，即能耗與滿意度平衡點(diǎn)評(píng)價(jià)函數(shù)。

58、進(jìn)一步的，在上述方法中，步驟5：基于能耗與滿意度平衡點(diǎn)評(píng)價(jià)函數(shù)，制定遮陽簾控制策略，完善歷史數(shù)據(jù)庫，包括：

59、步驟5.1：依據(jù)步驟4中得到的最終優(yōu)化函數(shù)，確定每個(gè)區(qū)域遮陽簾的最佳開放時(shí)間與開放大小，將最佳開放時(shí)間與開放大小按照空間參數(shù)分別集成到步驟1中構(gòu)建的數(shù)字孿生模型中，根據(jù)最佳開放時(shí)間與開放大小，指定相應(yīng)的控制策略；

60、將控制策略運(yùn)行的歷史記錄和后續(xù)的讀者滿意度數(shù)據(jù)，記錄到歷史數(shù)據(jù)庫中。

61、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過建立公共建筑的數(shù)字孿生模型，結(jié)合光照，時(shí)間，天氣等客觀要素以及建筑周邊環(huán)境，讀者舒適度需求等主觀因素，提出一套評(píng)價(jià)策略，探尋降低建筑能耗與提高讀者舒適度之間的平衡，建更加合理的遮陽簾智能控制系統(tǒng)，提升讀者舒適度，降低運(yùn)維能耗。

62、具體來說，本發(fā)明可以提高建筑節(jié)能效果：通過異常場(chǎng)景主動(dòng)識(shí)別，針對(duì)性的、及時(shí)處理，減少能耗浪費(fèi)；提升維護(hù)人員工作效率：減少無效巡檢工作；提升管理水平：通過對(duì)采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總，進(jìn)行科學(xué)決策。

63、