[發明專利]面向建筑碳減排的城市灰綠空間緊湊形態優化方法及系統

在審

• 申請號: 202310572341.5
• 申請日: 2023-05-19
• 公開（公告）號: CN116579485A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 葉紅;周夢然;季然然;張國欽;吳嫻
• 申請（專利權）人: 中國科學院城市環境研究所
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/063;G06Q50/26;G06F18/24;G06F17/18
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 萬慧華

1.一種面向建筑碳減排的城市灰綠空間緊湊形態優化方法，其特征在于，包括：

確定待優化范圍內各目標建筑體緩沖距離范圍內鄰居建筑體和綠地形態；

基于各所述目標建筑體緩沖距離范圍內鄰居建筑體和綠地形態，計算各所述目標建筑體的運行能耗碳排放、城市綠度空間緊湊性指數和城市灰度空間緊湊性指數；

采用自然斷點法將各目標建筑體的城市灰度空間緊湊性指數分為K1類；

采用自然斷點法將各目標建筑體的城市綠度空間緊湊性指數分為K2類；

基于K類城市灰度空間緊湊性指數，采用地理探測器確定各類城市灰度空間緊湊性指數對應的運行能耗碳排放是否存在顯著差異，將存在顯著差異的城市灰度空間緊湊性指數類記為第m1類和第m2類；所述第m1類對應的目標建筑體的碳排放平均值小于第m2類對應的目標建筑體的碳排放平均值；第m1類和第m2類屬于K1類中的類；

基于K類城市綠度空間緊湊性指數，采用地理探測器確定各類城市綠度空間緊湊性指數對應的運行能耗碳排放是否存在顯著差異，將存在顯著差異的城市綠度空間緊湊性指數類記為第m3類和第m4類；所述第m3類對應的目標建筑體的碳排放平均值小于第m4類對應的目標建筑體的碳排放平均值；第m3類和第m4類屬于K2類中的類；

將第m2類對應的目標建筑和第m4類對應的目標建筑為待優化的目標建筑體；

對第m2類對應的目標建筑的鄰居建筑體和綠地形態進行優化，直到第m2類對應的目標建筑的城市灰度空間緊湊性指數平均值達到第m1類對應的城市灰度空間緊湊性指數平均值；

對第m4類對應的目標建筑的鄰居建筑體和綠地形態進行優化，直到第m4類對應的目標建筑的城市綠度空間緊湊性指數平均值達到第m3類對應的城市綠度空間緊湊性指數平均值。

2.根據權利要求1所述的面向建筑碳減排的城市灰綠空間緊湊形態優化方法，其特征在于，所述城市綠度空間緊湊性指數的計算公式為：

其中，GSCI表示所述城市綠度空間緊湊性指數，N為對第一范圍進行網格劃分后的網格總數，M為對第二范圍進行網格劃分后的網格總數，Z_i和Z_j代表所述第一范圍內任意兩個網格i和網格j內的綠地面積，S_i'和Sj'為所述第二范圍內網格i'和網格j'中綠色區域的面積，d(i,j)為所述第一范圍內網格i和網格j的幾何距離，d'(i',j')為所述第二范圍內網格i'和網格j'之間的幾何距離；所述第一范圍為以目標建筑體為中心，緩沖距離為半徑的范圍；所述第二范圍為所述第一范圍內綠地面積的等價圓。

3.根據權利要求2所述的面向建筑碳減排的城市灰綠空間緊湊形態優化方法，其特征在于，所述城市灰度空間緊湊性指數的計算公式為：

其中，3D_BSCI表示所述城市灰度空間緊湊性指數，V_i和V_j分別表示建筑三維空間緊湊度模型中任意兩個單位立方體i和單位立方體j內的城市建筑體積，所述建筑三維空間緊湊度模型為所述第一范圍內建筑體的三維空間緊湊度模型，Q’表示所述建筑三維空間緊湊度模型的等效球面所占的立方體總數，N’表示建筑三維空間緊湊度模型中單位立方體總數，V’_i’和V’_j’分別表示單位立方體i’和單位立方體j’上的等效球面的體積，l(i，j)為建筑三維空間緊湊度模型的任意兩個單位立方體i和單位立方體j的質心距離，l(i’,j’)為等效球面上任意兩個單位立方體i和單位立方體j的質心距離。

4.根據權利要求1所述的面向建筑碳減排的城市灰綠空間緊湊形態優化方法，其特征在于，目標建筑的運行能耗碳排放表示為：

CF_EN＝CF_EL+CF_COAL+CF_NG+CF_H；

其中，CF_EN代表目標建筑的運行能耗碳排放；CF_EL是用電產生的碳排放；CF_COAL是用煤炭產生的碳排放；CF_NG是用天然氣產生的碳排放；CF_HP是熱力產生的碳排放。