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专利号: 2019109433311
申请人: 西安建筑科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种居住建筑太阳能采暖潜力评价及优化方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步:选择影响建筑太阳能采暖潜力的建筑形体要素,并明确待评估建筑的太阳能采暖潜力地区的太阳能资源强度水平;

第二步:大数据量模拟分析多个不同建筑形体要素尺寸下的建筑得热量与失热量,确定不同太阳能资源强度水平下不同建筑形体要素对应建筑的太阳能采暖潜力值;

第三步:将不同建筑形体要素尺寸及其对应的建筑太阳能采暖潜力值分别设定为自变量、应变量,拟合回归得到不同太阳能资源强度水平下基于建筑形体要素的建筑太阳能采暖潜力函数,太阳能采暖潜力函数越大,太阳能采暖潜力越大;

第四步:利用第三步得到的太阳能采暖潜力函数对待优化的建筑结构设计进行优化,使得优化后的建筑结构设计方案对应的采暖潜力函数最大。

2.根据权利要求1所述的一种居住建筑太阳能采暖潜力评价及优化方法,其特征在于,第四步中,优化方案为:将卧室横置于南向,增大建筑南向面宽,减小建筑北向卫生间和厨房的进深,客厅布置于东向或西向。

3.根据权利要求1所述的一种居住建筑太阳能采暖潜力评价及优化方法,其特征在于,第一步中,影响建筑太阳能采暖潜力的建筑形体要素为:高宽比、高长比、南向窗墙比;高宽比为建筑楼层净高与建筑进深的比值,高长比为建筑楼层净高与建筑面宽的比值,南向窗墙比为南向窗洞口面积与南向围护结构面积的比值。

4.根据权利要求1所述的一种居住建筑太阳能采暖潜力评价及优化方法,其特征在于,第一步中,通过太阳能资源分区图完成太阳能资源强度水平的评估。

5.根据权利要求1所述的一种居住建筑太阳能采暖潜力评价及优化方法,其特征在于,第二步中,将建筑高宽比、高长比、南向窗墙比设定为因素,各建筑形体要素尺寸变化情况设定为水平,通过正交试验方法进行大数据量模拟分析不同建筑形体要素尺寸下的建筑得热量与失热量,并明确不同建筑形体要素尺寸之间的组合方案。

6.根据权利要求5所述的一种居住建筑太阳能采暖潜力评价及优化方法,其特征在于,以不同建筑形体要素尺寸之间的组合方案为基础进行动态能耗模拟分析。

7.根据权利要求5所述的一种居住建筑太阳能采暖潜力评价及优化方法,其特征在于,动态能耗模拟分析的时间周期选择一年中日照时数最短的冬至日全天,动态能耗模拟分析的物理模型的室内空间简化为一个整体进行分析,不考虑具体的内部划分。

8.根据权利要求5所述的一种居住建筑太阳能采暖潜力评价及优化方法,其特征在于,建筑得热量、失热量为:建筑太阳辐射得热量与建筑室内温度在14℃时的总失热量。

9.根据权利要求1所述的一种居住建筑太阳能采暖潜力评价及优化方法,其特征在于,第二步中,建筑太阳能采暖潜力值A%的计算方法为:式中:Qcg为太阳能集热构件提供给室内的太阳辐射量,单位为kJ;

Qob为除太阳能集热构件以外的其余围护结构传向室内的太阳辐射量,单位为kJ;

Q14为室内温度达到14℃时建筑的总失热量,单位为kJ。

10.根据权利要求1所述的一种居住建筑太阳能采暖潜力评价及优化方法,其特征在于,第三步中,建筑太阳能采暖潜力函数Ak%计算方式如下:式中:x1——建筑高宽比;

x2——建筑高长比;

x3——建筑南向窗墙比。