CN109376958A - 一种建筑物的负荷预测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种建筑物的负荷预测方法及装置。一方面，本发明实施例通过检测建筑物的各墙体的朝向，然后根据朝向确定各所述墙体对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数后，带入负荷预测模型预测建筑物的负荷预测结果。因此，本发明实施例提供的技术方案能够考虑到环境因素对墙体冷负荷的影响，根据朝向简化出了墙体的分类体系，并针对性地对计算温度进行修正，使得负荷预测模型在预测过程中更为简便，也在一定程度上提高了冷负荷预测结果的准确性。

Description

一种建筑物的负荷预测方法及装置
【技术领域】
本发明涉及能源技术领域，尤其涉及一种建筑物的负荷预测方法及装置。
【背景技术】
建筑物的负荷预测指的是基于建筑物的负荷历史数据，对建筑物未来的负荷能力做出预测，例如预测建筑物的承载能力等。建筑物的负荷预测结果是能源规划以及方案设计运营的基础，而冷负荷预测是负荷预测中极为重要的一环。预测过程中，影响建筑物冷负荷的因素有很多，其中以建筑围护所造成的影响最为显著。在现有技术中，一般通过经验数据来粗算建筑物内的冷负荷，这样得到的预测结果的可靠性通常较低。
【发明内容】
有鉴于此，本发明实施例提供了一种建筑物的负荷预测方法及装置，用以解决现有技术中建筑物负荷预测不准确的问题。
一方面，本发明实施例提供了一种建筑物的负荷预测方法，包括：
检测建筑物的各墙体的朝向；
根据朝向确定各所述墙体对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数；
基于各所述墙体对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数，以及负荷预测模型预测建筑物的负荷预测结果。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述负荷预测模型具体为：
∑Qwh＝∑Ki Si[CiTsw-Tsn]
其中，Qwh为建筑物的冷负荷，Ki为墙体的传热系数，Si为墙体的传热面积，Tsw为室外计算温度，Ci为室外计算温度修正系数，Tsn为室内计算温度。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据朝向确定各所述墙体对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数，具体为：
根据朝向获取各所述墙体对应的室内计算温度范围、室外计算温度范围和室外计算温度修正系数范围；
基于标准数据，从所述室内计算温度范围、室外计算温度范围和室外计算温度修正系数范围中确定对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述墙体的朝向包括：东、东南、南、西南、西、西北、北、东北和屋顶。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述建筑物为围护结构。
另一方面，本发明实施例提供了一种建筑物的负荷预测装置，包括：
检测模块，用于检测建筑物的各墙体的朝向；
确定模块，用于根据朝向确定各所述墙体对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数；
计算模块，用于基于各所述墙体对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数，以及负荷预测模型预测建筑物的负荷预测结果。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述负荷预测模型具体为：
∑Qwh＝∑Ki Si[CiTsw-Tsn]
其中，Qwh为建筑物的冷负荷，Ki为墙体的传热系数，Si为墙体的传热面积，Tsw为室外计算温度，Ci为室外计算温度修正系数，Tsn为室内计算温度。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述确定模块包括：
获取子模块，用于根据朝向获取各所述墙体对应的室内计算温度范围、室外计算温度范围和室外计算温度修正系数范围；
确定子模块，用于基于标准数据，从所述室内计算温度范围、室外计算温度范围和室外计算温度修正系数范围中确定对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述墙体的朝向包括：东、东南、南、西南、西、西北、北、东北和屋顶。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述建筑物为围护结构。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：
本发明实施例中，通过对各墙体的朝向进行分类来确定负荷预测模型所需参数，并将参数带入模型中计算得出负荷预测结果，与现有技术相比，考虑到环境因素对墙体冷负荷的影响，根据朝向简化出了墙体的分类体系，并针对性地对计算温度进行修正，使得负荷预测模型在预测过程中更为简便，也在一定程度上提高了冷负荷预测结果的准确性。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例所提供的一种建筑物的负荷预测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例所提供的一种建筑物的负荷预测装置的功能方块图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
冷负荷是指为保持建筑物的热湿环境和所要求的室内温度，必须由空调系统从房间带走的热量，或在某一时刻需向房间供应的冷量，冷负荷包括显热量和潜热量两部分。
在现有技术中，一般将建筑物的冷负荷分布看作是相对均匀的，冷负荷和建筑物面积成正比，通常可以采用指标法，比如根据历史数据和设计方案确定单位面积的负荷预测，再根据其具体面积计算出该建筑的冷负荷预测，这是一种较为粗略的计算方法，预测的结果通常误差较大。
针对现有技术中所存在的在复杂外界环境中建筑物负荷预测模型不够精确而造成的负荷预测结果不准确这一类问题，本发明实施例提供了相应的解决思路：通过对各墙体的朝向进行分类来确定负荷预测模型所需的参数，然后再带入模型中计算得出负荷预测结果。
在该思路的引导下，本发明实施例提供了以下可行的实施方案。
本发明实施例给出一种建筑物的负荷预测方法，请参考图1，其为本发明实施例所提供的一种建筑物的负荷预测方法，如图所示，该方法包括以下步骤：
步骤S101，检测建筑物的各墙体的朝向。
需要说明的是，本发明实施例中的建筑物为围护结构，围护结构指围合建筑空间四周的墙体、门、窗等，能够有效地抵御不利环境的影响。可以理解的是，在检测建筑物的建筑类型之前，本发明实施例可以先建立一套墙体朝向的分类方案，如分类方案可以将墙体的朝向分为东、东南、南、西南、西、西北、北、东北和屋顶，在此不做具体限制。另外，该分类标准是基于日照强度、日照角度、日照时长等环境因素对不同朝向的墙体的所造成的影响建立的，比如处于阳面的墙体和处于阴面的相同墙体由于以上因素的影响，冷负荷也会存在较大的差距，如果采用同样的计算标准进行计算势必会影响到冷负荷的预测精度。
步骤S102，根据朝向确定各所述墙体对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数。
具体的，通过如下步骤对本实施例步骤S103进行细化：
a、根据朝向获取各所述墙体对应的室内计算温度范围、室外计算温度范围和室外计算温度修正系数范围。
b、基于标准数据，从所述室内计算温度范围、室外计算温度范围和室外计算温度修正系数范围中确定对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数。
下面通过具体应用场景对室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数的确定进行说明，具体可参考表1，表1为不同朝向的墙体所对应的室内计算温度范围、室外计算温度范围和室外计算温度修正系数范围。
表1
序号 墙体朝向 室内计算温度(℃) 室外计算温度(℃) C<sub>i</sub>取值范围
1 东 23-26 26-28 1.025-1.026
2 东南 24-26 26-29 1.027-1.029
3 南 24-27 27-30 1.027-1.029
4 西南 24-26 26-29 1.119-1.121
5 西 24-26 26-29 1.160-1.162
6 西北 23-26 26-28 1.100-1.102
7 北 23-27 26-29 1.001-1.003
8 东北 23-26 26-28 1.005-1.007
9 屋顶 24-27 27-30 1.126-1.128
举例来说，墙体朝向为东，则通过表1可以确定室内计算温度范围为23-26℃，室外计算温度范围为26-28℃，室外计算温度修正系数范围1.025-1.026，室外计算温度修正系数是通过历史数据预估的经验数据。然后选择范围内的任意具体数据(室内计算温度范围为24℃，室外计算温度范围为27℃，室外计算温度修正系数范围1.0253)带入符合预测模型进行计算，若负荷预测结果和标准数据(根据参数预估的负荷值)的差值在预设范围内，则将选取的数据确定为室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数。
步骤S103，基于各所述墙体对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数，以及负荷预测模型预测建筑物的负荷预测结果。
具体的，本发明实施例的负荷预测模型是建立在理想外部环境下，下面通过以下两点对负荷预测模型的边界条件进行假设：
1)忽略恶劣气候等极端条件下的因素影响；
2)假设室外以及室内温度均匀。
因此，可建立如下的负荷预测模型：
∑Qwh＝∑Ki Si[CiTsw-Tsn]
其中，Qwh为建筑物的冷负荷，单位为W；Ki为墙体的传热系数，单位为W/(m2*℃)；Si为墙体的传热面积，单位为m2；Tsw为室外计算温度，单位为℃；Ci为室外计算温度修正系数；Tsn为室内计算温度，单位为℃。
需要说明的是，墙体的传热系数是表征墙体(含所有构造层次)在稳定传热条件下，当其两侧空气温差为1K(1℃)时，单位时间内通过单位平方米墙体面积传递的热量，传热系数是包含墙体的所有构造层次和两侧空气边界层在内的。在建筑物热损失计算中，是表征外围护结构总传热性能的参数，其值取决于围护结构所采用的材料、构造及其两侧的环境因素。本发明实施例的负荷预测模型中，可以将传热系数视为常数，每个墙体有其固定的传热系数，显然传热面积也视为常数，而室外计算温度、室外计算温度修正系数和室内计算温度这三个参数即使对应于同一墙体，也会随着墙体朝向的不同，发生相应变化。
具体可以看出，在本发明实施例的负荷预测模型中，首先将围护结构拆分为若干个墙体，然后根据墙体的朝向确定出室外计算温度、室外计算温度修正系数和室内计算温度，然后带入kiSi[CiTsw-Tsn]中计算出单个墙体的冷负荷，求出围护结构的全部墙体的冷负荷后进行求和得出建筑物的冷负荷。公式CiTsw-Tsn表示的是修正后室外和室内的温差，这样处理的目的是因为针对不同朝向的墙体，把不同日照强度、日照角度、日照时长等环境因素的影响纳入考虑范围，并通过经验数据对室外计算温度进行校正，这样可以使得负荷预测模型在预测过程中更为简便，也提高了冷负荷预测模型预测的准确性。
本发明实施例中，通过对各墙体的朝向进行分类来确定负荷预测模型所需参数，并将参数带入模型中计算得出负荷预测结果，与现有技术相比，考虑到环境因素对墙体冷负荷的影响，根据朝向简化出了墙体的分类体系，并针对性地对计算温度进行修正，使得负荷预测模型在预测过程中更为简便，也在一定程度上提高了冷负荷预测结果的准确性。
需要说明的是，本发明实施例中所涉及的终端可以包括但不限于个人计算机(Personal Computer，PC)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、无线手持设备、平板电脑(Tablet Computer)、手机、MP3播放器、MP4播放器等。
需要说明的是，S101～S103的执行主体可以为建筑物的负荷预测装置，该装置可以位于本地终端的应用，或者还可以为位于本地终端的应用中的插件或软件开发工具包(Software Development Kit，SDK)等功能单元，本发明实施例对此不进行特别限定。
可以理解的是，所述应用可以是安装在终端上的应用程序(nativeApp)，或者还可以是终端上的浏览器的一个网页程序(webApp)，本发明实施例对此不进行限定。
本发明实施例进一步给出实现上述方法实施例中各步骤及方法的装置实施例。
请参考图2，其为本发明实施例所提供的一种建筑物的负荷预测装置的功能方块图。如图2所示，该装置包括：
检测模块100，用于检测建筑物的各墙体的朝向；
确定模块200，用于根据朝向确定各所述墙体对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数；
计算模块300，用于基于各所述墙体对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数，以及负荷预测模型预测建筑物的负荷预测结果。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述负荷预测模型具体为：
∑Qwh＝∑Ki Si[CiTsw-Tsn]
其中，Qwh为建筑物的冷负荷，Ki为墙体的传热系数，Si为墙体的传热面积，Tsw为室外计算温度，Ci为室外计算温度修正系数，Tsn为室内计算温度。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述确定模块包括：
获取子模块，用于根据朝向获取各所述墙体对应的室内计算温度范围、室外计算温度范围和室外计算温度修正系数范围；
确定子模块，用于基于标准数据，从所述室内计算温度范围、室外计算温度范围和室外计算温度修正系数范围中确定对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述墙体的朝向包括：东、东南、南、西南、西、西北、北、东北和屋顶。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述建筑物为围护结构。
本发明实施例中，通过检测模块检测建筑物的各墙体的朝向，然后确定模块根据朝向确定各所述墙体对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数，最后计算模块基于各所述墙体对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数，以及负荷预测模型预测建筑物的负荷预测结果，与现有技术相比，考虑到环境因素对墙体冷负荷的影响，根据朝向简化出了墙体的分类体系，并针对性地对计算温度进行修正，使得负荷预测模型在预测过程中更为简便，也在一定程度上提高了冷负荷预测结果的准确性。
由于本实施例中的各单元模块能够执行图1所示的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图1的相关说明。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或处理器(Processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种建筑物的负荷预测方法，其特征在于，所述方法包括：
检测建筑物的各墙体的朝向；
根据朝向确定各所述墙体对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数；
基于各所述墙体对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数，以及负荷预测模型预测建筑物的负荷预测结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负荷预测模型具体为：
∑Qwh＝∑KiSi[CiTsw-Tsn]
其中，Qwh为建筑物的冷负荷，Ki为墙体的传热系数，Si为墙体的传热面积，Tsw为室外计算温度，Ci为室外计算温度修正系数，Tsn为室内计算温度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据朝向确定各所述墙体对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数，具体为：
根据朝向获取各所述墙体对应的室内计算温度范围、室外计算温度范围和室外计算温度修正系数范围；
基于标准数据，从所述室内计算温度范围、室外计算温度范围和室外计算温度修正系数范围中确定对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述墙体的朝向包括：东、东南、南、西南、西、西北、北、东北和屋顶。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建筑物为围护结构。
6.一种建筑物的负荷预测装置，其特征在于，所述装置包括：
检测模块，用于检测建筑物的各墙体的朝向；
确定模块，用于根据朝向确定各所述墙体对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数；
计算模块，用于基于各所述墙体对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数，以及负荷预测模型预测建筑物的负荷预测结果。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述负荷预测模型具体为：
∑Qwh＝∑KiSi[CiTsw-Tsn]
其中，Qwh为建筑物的冷负荷，Ki为墙体的传热系数，Si为墙体的传热面积，Tsw为室外计算温度，Ci为室外计算温度修正系数，Tsn为室内计算温度。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：
获取子模块，用于根据朝向获取各所述墙体对应的室内计算温度范围、室外计算温度范围和室外计算温度修正系数范围；
确定子模块，用于基于标准数据，从所述室内计算温度范围、室外计算温度范围和室外计算温度修正系数范围中确定对应的室内计算温度、室外计算温度和室外计算温度修正系数。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述墙体的朝向包括：东、东南、南、西南、西、西北、北、东北和屋顶。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述建筑物为围护结构。
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