CN114418382A - 屋顶空间综合利用评定方法、装置及平台 - Google Patents
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Abstract
一种建筑屋顶空间综合利用评定方法，包括步骤，获取待评定建筑所在地区气象数据，该气象数据包括，太阳辐照量、空气温度、降雨量和/或风速风频；获取所述待评定建筑的屋顶特性信息、建筑功能需求信息。所述屋顶特性信息包括屋顶结构、荷载承重能力、屋顶类型、屋顶平整度、屋顶遮蔽度和/或可利用面积，所述建筑功能需求信息包括建筑用电需求、热水需求、雨水收集需求、绿化需求、屋顶休闲空间需求和/或屋顶农业需求；将所述待评定建筑的屋顶特性信息、建筑功能需求信息输入综合性判定模型进行效益分析，根据效益分析的结果输出综合技术方案。所述综合性判定模型考虑因素包括技术潜力、经济效益、环境碳排放、功能价值需求。
Description
技术领域
本发明属于建筑设计领域，特别涉及一种屋顶空间综合利用评定方法、装置及平台。
背景技术
被称为建筑“第五立面”的屋顶，是城市建设中具有很大潜力的空间。所谓的第五立面，是指相对于楼宇的前后左右四个立面而言，把屋顶看作是楼宇的另一个十分重要的立面。随着城市发展，很多城市的建筑屋顶空间可以用来种植植物、安装太阳能光伏板、安装太阳能集热器，还可以作为休闲观景区，为全新的生活方式提供场所。但是屋顶作为可以利用空间，建筑行业还缺乏一种定量方法来评定。城市地理、类型、资源不同，建筑功能需求不同，使用者需求不同，都导致了城市建筑第五立面屋顶空间的利用方式不同。
发明内容
本发明实施例之一，一种建筑屋顶空间综合利用评定方法，包括以下步骤，
获取待评定建筑所在地区气象数据，该气象数据包括，太阳辐照量、空气温度、降雨量和/或风速风频；
获取所述待评定建筑的屋顶特性信息、建筑功能需求信息，这里，
所述屋顶特性信息包括屋顶结构、荷载承重能力、屋顶类型、屋顶平整度、屋顶遮蔽度和/或可利用面积，所述建筑功能需求信息包括建筑用电需求、热水需求、雨水收集需求、绿化需求、屋顶休闲空间需求和/或屋顶农业需求；
将所述待评定建筑的屋顶特性信息、建筑功能需求信息输入综合性判定模型进行效益分析。
所述综合性判定模型考虑因素包括技术潜力、经济效益、环境碳排放、功能价值需求。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：
图1是根据本发明实施例之一的建筑屋顶空间综合利用方案评定方法的流程图。
图2为根据本发明实施例之一的建筑屋顶空间综合利用方案系统框图。
具体实施方式
现有技术中，对于建筑物屋顶的利用多是安装太阳能光伏或屋顶绿化，没有提出城市建筑屋顶空间资源综合利用方案的有效判定和评估方法。因此，本发明的目的是，针对城市建筑屋顶资源的开发问题，提供一种用于建筑屋顶资源开发和综合利用的评估判定方法，并且利用评价结果给出综合利用方案。
根据一个或者多个实施例，如图1所示，一种城市建筑第五立面屋顶资源综合判定方法，主要包括以下步骤：
(1)气象参数提取。获取被评定建筑所在城市的室外气象数据如太阳辐照量、空气温度、降雨量、风速风频和城市经纬度等数据；
(2)基础资料收集。获取目标建筑的屋顶特性信息、建筑功能需求信息、屋顶权属和建筑用户信息。所述屋顶特性信息包括屋顶结构、荷载承重能力、屋顶类型、屋顶平整度、屋顶遮蔽度、可利用面积；所述建筑功能需求信息包括建筑用电需求、热水需求、雨水收集需求、绿化需求、屋顶休闲娱乐需求、屋顶蔬菜种植体验需求；所述屋顶权属和建筑用户信息分别指，建筑屋顶归居民或企业所有，建筑用户是指屋顶空间的使用者。
(3)数据收集处理与分析。按照表1中各系统方案的指标要求，获取关键指标信息。通过可再生能源计算软件，模拟计算太阳能光伏系统发电潜力和太阳能热水系统产热量和减碳量。按照标准《民用建筑节水设计标准》计算雨水收集量。通过软件模拟计算屋顶绿化或屋顶农业对建筑负荷降低的效果。
表1城市一种建筑屋顶空间综合利用评定方法
(4)综合性判定系统。建立如图2所示的城市建筑第五立面屋顶资源综合判定系统框图。这里，涉及到层次评价方法。层次评价方法是在同一个层次对微环境进行两两比较，衡量尺度划分为9个等级，见表2。建筑群微环境因素之间要符合逻辑一致性，如：A>B，A<C,则C>B必须成立，否则问卷无效。
表2判断矩阵标度值及含义
根据对被评测屋顶资源技术方案方面重要性的理解，在表3中记有对技术方案两两比较重要性程度的标度值。
表3重要程度标度表
(5)六类技术方案得分。“屋顶资源综合性判定模型”作为判定屋顶资源技术方案应用的依据，综合技术方案是依据屋顶资源综合性判定模型计算。计算公式如下:
式(1)中,Sj为第j类技术方案的总分值。j＝1,2,3,4,5,6分别代表太阳能光伏、太阳能光热、屋顶雨水收集、屋顶休闲娱乐、屋顶绿化、屋顶农业。i＝1,2,3,4技术指数、经济性方面、环境方面、功能价值需求。Ei,j为第j类技术第i项的得分值。Wi为第i项的指标权重系数，通过层次分析法来确定各单个技术方案分项的权重系数，权重系数的获取通过屋顶资源决策者需求调研和软件yaahp计算得到。
各单项技术方案的判定首先和不推荐采用条件对比，若判定为不推荐采用，则得分为0。除此条件外，各单项技术方案的分值由相关关键指标、图2中的潜力指数、经济效益、碳减排量和功能价值需求，根据第(3)步计算的结果，给出优(评分80-100)、良(评分70-80)、中(评分60-70)、差(评分<60)的等级评分。
定义综合技术方案为模型计算后单项技术得分在良级以上的综合技术组合包，如太阳能光伏(1)和屋顶绿化(5)。
本发明的该评价方法可以评判屋顶资源的技术方案的综合适宜度和单项技术方案的适宜度。
按照评价分数S的计算公式(1)，求解综合技术方案的总分，如表4。
表4屋顶资源综合判定评分等级
| 各类技术综合分 | 最不适宜区 | 不适宜区 | 一般区 | 较适宜区 | 最适宜区 |
| S | <50 | 50-60 | 60-70 | 71-85 | 85-100 |
因此，本发明实施例的有益效果是，
本发明提出了一种基于气象参数、功能需求和综合的屋顶资源的判定方法，可以通过屋顶太阳能光伏、太阳能光热、屋顶绿化、屋顶农场和休闲空间等方面弥补目前城市建筑第五立面空间——屋面在统一规划方面的缺陷。
根据一个或者多个实施例，一种屋顶空间综合利用评定方法，通过数据处理和统计回归方法形成气象参数和屋顶使用效果的关系模型，从而形成城市屋顶资源判定流程和方法以供规划设计人员和建筑业主使用。
本发明的内容包括，建立主要城市气象参数、功能需求和对应屋顶的规划快速判断表，弥补了现有屋顶资源没有统一规划和解决城市第五立面问题；针对主要城市会遇到的挑战，如电力紧张、水资源紧张、休闲空间缺乏等提供适宜的潜在的屋顶场所资源。同时，本发明的判定流程和综合模型方法，优化了城市既有建筑屋顶资源综合利用，可以在闲置屋顶上，再结合建筑屋顶平面图、屋顶荷载图，进行技术方案优化；针对新建建筑的屋顶，为规划设计人员，提供屋顶空间设计选择方案；提出了一种基于建筑业主和用户需求，且结合双碳目标的可持续发展要求，可以实现屋顶空间综合利用的判定，通过层次评价法量化确定总的判定结果。本发明的特点是，在面对多维度复杂决策问题的本质、众多影响因素的基础上，利用该发明提出的判定模型快速实现量化分析和决策，是对很难定量的屋顶资源利用做出决策的评定方法、装置及平台。
本发明对于有效利用城市第五空间屋顶资源，合理规划屋顶，缓解城市电力，屋顶绿化植物的生态效益和社会效益是显著的。它对增加城市绿化面积、改善空气质量的作用自不必提，在节能减排、调节局部气候、缓解城市“热岛效应”、降低城市排水负荷、消除城市噪音、绿色蔬菜等方面具有突出的作用和卓越的优势。该判定方法为建筑规划设计人员和业主提供屋顶资源综合利用的建议，为城市建筑屋顶规划提供理论依据。
应理解，在本发明实施例中，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。
在本申请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。另外，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，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
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，也可以是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，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种建筑屋顶空间综合利用评定方法，其特征在于，包括以下步骤，
获取待评定建筑所在地区气象数据，该气象数据包括，太阳辐照量、空气温度、降雨量和/或风速风频；
获取所述待评定建筑的屋顶特性信息、建筑功能需求信息，这里，
所述屋顶特性信息包括屋顶结构、荷载承重能力、屋顶类型、屋顶平整度、屋顶遮蔽度和/或可利用面积，
所述建筑功能需求信息包括建筑用电需求、热水需求、雨水收集需求、绿化需求、屋顶休闲空间需求和/或屋顶农业需求；
将所述待评定建筑的屋顶特性信息、建筑功能需求信息输入综合性判定模型进行效益分析，
根据效益分析的结果输出综合技术方案。
2.根据权利要求1所述的建筑屋顶空间综合利用评定方法，其特征在于，所述综合性判定模型考虑因素包括技术潜力、经济效益、环境碳排放、功能价值需求。
3.根据权利要求2所述的建筑屋顶空间综合利用评定方法，其特征在于，所述综合性判定模型输出的指标包括单位屋顶面积发电量、单位屋顶面积产热量、雨水收集量、屋顶可设置休闲娱乐空间面积、屋顶可绿化面积和屋顶适合实施农业的面积。
4.根据权利要求3所述的建筑屋顶空间综合利用评定方法，其特征在于，
所述综合性判定模型用以下公式计算，
式中,Sj为第j类技术方案的总分值。j＝1,2,3,4,5,6分别代表太阳能光伏、太阳能光热、屋顶雨水收集、屋顶休闲娱乐、屋顶绿化、屋顶农业。i＝1,2,3,4技术指数、经济性方面、环境方面、功能价值需求，
Ei,j为第j类技术第i项的得分值，Wi为第i项的指标权重系数，通过层次分析法来确定各个技术方案分项的权重系数。
5.根据权利要求1所述的建筑屋顶空间综合利用评定方法，其特征在于，在获取待评定建筑所在地区气象数据的同时，还要获得所述待评定建筑的地理经纬度。
6.根据权利要求1所述的建筑屋顶空间综合利用评定方法，其特征在于，在获取所述待评定建筑的屋顶特性信息、建筑功能需求信息的同时，还要获取屋顶权属和建筑用户信息。
7.一种建筑屋顶空间综合利用评定装置，其特征在于，所述装置包括存储器；以及
耦合到所述存储器的处理器，该处理器被配置为执行存储在所述存储器中的指令，所述处理器执行以下操作：
获取待评定建筑所在地区气象数据；
获取所述待评定建筑的屋顶特性信息、建筑功能需求信息，
将所述待评定建筑的所在地区气象数据、屋顶特性信息、建筑功能需求信息输入综合性判定模型进行效益分析，
根据效益分析的结果输出综合技术方案。
8.一种建筑屋顶空间综合利用评定平台，其特征在于，所述平台包括服务器，服务器具有存储器；以及
耦合到所述存储器的处理器，该处理器被配置为执行存储在所述存储器中的指令，所述处理器执行以下操作：
从气象数据库获取待评定建筑所在地区气象数据；
从建筑数据库获取所述待评定建筑的屋顶特性信息、建筑功能需求信息、屋顶权属和建筑用户信息；
将所述待评定建筑的所在地区气象数据、屋顶特性信息、建筑功能需求信息输入综合性判定模型进行效益分析，
根据效益分析的结果输出综合技术方案。
9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时，实现如权利要求1至6中任一所述的方法。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN116151450A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-05-23 | 北京师范大学 | 一种城市绿色屋顶规划布局方法及系统 |
| CN116561845A (zh) * | 2023-04-04 | 2023-08-08 | 天津大学 | 数字技术赋能的城市屋顶绿化多情景模拟方法及系统 |
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2022
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| CN116561845B (zh) * | 2023-04-04 | 2024-01-30 | 天津大学 | 数字技术赋能的城市屋顶绿化多情景模拟方法及系统 |
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