[發明專利]綠地景觀對建筑能耗生態效應的阻力距離計算方法與系統

在審

• 申請號: 202110870601.8
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113553789A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 葉紅;張芮銘;吝濤;張國欽
• 申請（專利權）人: 中國科學院城市環境研究所
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/23;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

本發明涉及一種綠地景觀對建筑能耗生態效應的阻力距離計算方法和系統。該方法基于景觀生態學“源—匯”理論，在確定綠地景觀到目標建筑體的立體空間范圍后，將立體空間范圍劃分為多個邊長相同的立方體網格并得到“流”過程中的阻力立體景觀單元，再確定綠地景觀體到目標建筑體的歐式空間距離，得到無阻力距離，然后，沿“源”到“匯”的擴張過程中，計算每個阻力立體景觀單元的阻力摩擦系數，最后，根據無阻力距離、阻力摩擦系數和阻力立體景觀單元的總個數精確、快速得到綠地景觀在生態擴張過程中的阻力距離，進而為深入研究立體綠地景觀對建筑室內能源消耗環境以及對建筑碳排放的影響提供理論基礎。

技術領域

本發明涉及景觀生態學，流體熱力學，建筑環境與能源應用工程領域，特別是涉及一種綠地景觀對建筑能耗生態效應的阻力距離計算方法和系統。

背景技術

世界上一半以上的人口生活在城市地區，未來這一比例將逐漸增高。在中國，快速發展的經濟和城市化進程以及高度集中的城市人口導致了城市能源消耗與碳排放逐步增加，與此同時，能源短缺和能耗污染問題也日益加劇。在城市生態中，綠地不僅可以固碳釋氧，還可通過影響建筑室內舒適度和建筑外部空間局地微氣候環境驅動建筑運行能耗碳排放。設立綠地景觀為生態源，依照景觀生態學“源—匯”理論，綠地景觀的生態效應對象為生態“匯”，“源匯”之間為生態“流”過程，也可稱之為綠地景觀的生態擴張過程，綠地景觀的生態擴張過程中受到的阻力，是影響“源—匯”關系的重要因素，因此很有必要開展相關研究。為了深入研究綠地景觀對建筑室內能源消耗環境以及對建筑碳排放的影響，根據生態學“源—匯”理論，如何精確、快速計算綠地景觀生態效應“流”過程受到的阻力成為本領域亟待解決的技術難題。

發明內容

本發明的目的是提供一種綠地景觀對建筑能耗生態效應“流”過程的阻力距離計算的方法和系統，以精確、快速計算綠地景觀生態效應“流”過程受到的阻力值，進而為深入研究綠地景觀對建筑室內能源消耗環境以及對建筑碳排放的影響提供理論基礎。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種綠地景觀對建筑能耗生態效應的阻力距離計算方法，包括：

基于景觀生態學“源—匯”理論，在確定綠地景觀到目標建筑體的立體空間范圍后，所述“源—匯”理論中將綠地景觀作為生態“源”地，將目標建筑能耗碳減排作為生態效應“匯”；

沿所述“源”到所述“匯”的擴張過程得到“流”過程空間，將所述“流”過程空間劃分為多個相同邊長的立方體網格單元；所述“源”到所述“匯”的擴張的直線過程中遇到的立體單元稱之為阻力立體景觀單元；

確定“源”地綠地景觀體重心到目標建筑體重心的歐式空間距離，設定為無阻力距離；

將所述綠地景觀向目標建筑體的生態效應“流”擴張過程中立體空間內的溫度變化系數轉化為阻力立體景觀單元受到的阻力摩擦系數；

根據所述無阻力距離、所述阻力立體景觀單元的阻力摩擦系數和“流”過程中阻力立體景觀單元的總個數確定綠地景觀“源”在生態擴張過程中的阻力距離。

優選地，在所述根據所述無阻力距離、所述阻力立體景觀單元的阻力摩擦系數和“流”過程中阻力立體景觀單元的總個數確定綠地景觀“源”在生態擴張過程中的阻力距離，之后還包括：

確定不同阻力立體景觀單元對于所述阻力距離的貢獻權重。

優選地，采用建筑能耗模擬軟件或流體熱力學軟件模擬檢驗得到所述貢獻權重。

優選地，綠地景觀為地表植被或立體空間植物景觀。

優選地，所述目標建筑體為單體建筑或建筑群。

優選地，沿“源”到“匯”的擴張過程中，當阻力立體景觀單元為空氣時，其阻力摩擦系數賦值為0，阻力立體景觀單元為綠地時，阻力摩擦系數賦值為第一預設值a，當阻力立體景觀單元為建筑體時，阻力摩擦系數賦值為第二預設值b。