[發明專利]零能耗零碳建筑的計算方法及計算系統

在審

• 申請號: 202110583220.1
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113297659A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 張時聰;楊芯巖
• 申請（專利權）人: 建科環能科技有限公司;中國建筑科學研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13
• 代理公司: 北京漢德知識產權代理事務所(普通合伙) 11328
• 代理人: 錢鶯勤;劉子文

零能耗零碳建筑的計算方法，包括步驟：根據目標建筑所處地區的氣象數據、目標建筑的基礎設計參數、目標采光需求、內外熱源比例，確定動態設計參數及目標冷熱負荷值；根據動態設計參數、目標冷熱負荷值、氣象數據、基礎設計參數、目標采光需求，以及預先獲取的目標用水量、目標建筑的功能指標，確定使各個主動系統的能耗最低的設備形態；根據動態設計參數、氣象數據、基礎設計參數以及各個主動系統的設備形態，確定目標建筑的總系統耗能參數值；以及根據總系統耗能參數值及氣象數據，確定目標建筑的可再生能源系統的設備形態。該計算方法能夠準確地實現目標建筑的零能耗零碳。本發明還提供了采用上述方法的計算系統。

技術領域

本發明涉及一種計算方法，尤其是一種用于零能耗零碳建筑的計算方法，本發明還涉及采用上述方法的零能耗零碳建筑能源的計算系統。

背景技術

零能耗零碳建筑是指零碳排放的建筑物，可以獨立于電網運作，能夠依靠太陽能或風能運作。這種建筑在不消耗煤炭、石油、天然氣等能源的情況下，全年的能耗全部由場地產生的可再生能源提供。零能耗零碳建筑除了強調建筑圍護結構的被動式節能設計外，將建筑能源需求轉向太陽能、風能、淺層地熱能、生物質能等可再生能源，為人類、建筑與環境和諧共生找到最佳的解決方案。目前設計師通常根據經驗來因地制宜地設計建筑以及采用節能電器來降低建筑的能耗，這種方法不夠準確，難以穩定地實現建筑的零能耗零碳。

發明內容

本發明的目的是提供一種零能耗零碳建筑的計算方法，能夠準確地實現目標建筑的零能耗零碳。

本發明的另一個目的是提供一種零能耗零碳建筑能源的計算系統，準確地實現目標建筑的零能耗零碳。

本發明提供了一種零能耗零碳建筑的計算方法，包括下列步驟：

根據目標建筑所處地區的氣象數據、目標建筑的基礎設計參數、目標采光需求、內外熱源比例，確定動態設計參數及目標冷熱負荷值；其中，基礎設計參數包括目標建筑的幾何參數及材質參數，動態設計參數包括目標窗墻比、目標朝向及目標圍護結構熱工性能參數值；

根據動態設計參數、目標冷熱負荷值、氣象數據、基礎設計參數、目標采光需求，以及預先獲取的目標用水量、目標建筑的功能指標，確定使各個主動系統的能耗最低的設備形態，其中主動系統至少包括空調系統、照明系統、給排水系統、電梯系統及插座供電系統；

根據動態設計參數、氣象數據、基礎設計參數以及各個主動系統的設備形態，確定目標建筑的總系統耗能參數值；以及

根據總系統耗能參數值及氣象數據，確定目標建筑的可再生能源系統的設備形態，其中可再生能源系統的產能參數值大于或者等于總系統耗能參數值。

本發明提供的零能耗零碳建筑的計算方法，首先根據目標建筑的氣象數據、目標采光需求、內外熱源比例等數據，能夠準確地確定滿足目標采光需求的動態設計參數，在被動設計過程中盡量降低建筑的能耗；其次，在主動系統的設計中，也能夠根據實際的動態設計參數、目標冷熱負荷值、氣象數據、目標用水量和目標采光需求等數據，確定滿足需求且使各個主動系統的能耗最低的設備形態，進一步在主動設計過程中盡量降低建筑的能耗；之后，根據確定的動態設計參數、各個主動系統的設備形態以及目標建筑的氣象數據和基礎設計參數等數據通過目標能耗計算模型，準確地確定目標建筑的總系統耗能參數值，并根據該總系統耗能參數值確定可再生能源系統，使得可再生能源系統的產能參數值大于或者等于總系統耗能參數值，從而使得目標建筑能夠實現能耗的自產自用，準確地實現目標建筑的零能耗零碳。

在零能耗零碳建筑的計算方法的一種示意性實施方式中，步驟：根據目標建筑所處地區的氣象數據、目標建筑的基礎設計參數、目標采光需求、內外熱源比例，確定動態設計參數及目標冷熱負荷值，包括：

根據目標建筑所處地區的第一氣象數據、目標建筑的基礎設計參數、預設的窗墻比以及采光計算模型模擬計算目標建筑的采光結果信息，并根據采光結果信息與目標采光需求的比較結果以及目標建筑的內外熱源比例調整窗墻比，確定滿足目標采光需求且使目標建筑的耗能最低的目標窗墻比，其中第一氣象數據包括目標建筑所處地區的光照情況；