322-基于自动校准方法的建筑热负荷仿真建模案例分析.pdfVIP

基于自动校准方法的建筑热负荷仿真建模 案例分析 天津大学环境科学与工程学院 李万程* 田喆 卢亚开 摘 要：建筑能耗模拟在进行建筑设计和既有建筑节能改造的过程中占据有十分重要 的地位，为了使建筑模型能够贴合实际，建模人员往往要反复的调整建筑模型参数，这将会 耗费大量的时间与精力。针对这一现状，本文应用了一种建筑热负荷模型的自动校准方法， 通过建筑能耗模拟软件TRNSYS 和最优化软件GenOpt 进行联合仿真，以均方根变异系数CV （RMSE）指数作为目标函数，其值最小作为校准的评判依据，对建筑模型进行校准，从而实 现建筑模型尽可能反映实际的目的。通过模型校准，不仅可以提高建模的精度，还为之后的 建筑优化运行打下一个良好的基础。 关键字：模型校准，建筑能耗模拟，TRNSYS，GenOpt Abstract: Building energy simulation play a significant role in the design and retrofit of buildings. In order to make the simulation models close to reality, modelers often have to repeatedly adjust building model parameters and that will cost lots of time and effort. Based on this situation, a auto-calibration method of building thermal load model is proposed in this paper. The simulation was performed with TRNSYS, and the optimization software GenOpt was used in an iterative calibration process. The coefficient of variation of the root mean squared error(CV(RMSE)) is considered as the objective function. The purpose of calibration is to minimize the CV(RMSE) so that the building model can reflect the reality as much as possible. Through model calibration, not only can the accuracy of modeling be improved, but it also lays a good foundation for the building operations. Keywords: Calibration, Building energy simulation, TRNSYS, GenOpt 0 引言 建筑节能是目前我国建筑领域的一个主流趋势，建筑能耗值的准确确定具有重要意义。 由于建筑热工机理复杂，计算量巨大，进行精确的建筑能耗计算，计算机的辅助是必不可少 的，因此，建筑能耗模拟被广泛的运用于建筑节能领域之中。 为了实现建筑能耗模拟的目的，各国都相应开发出各类能耗模拟软件，主要有美国的 TRNSYS、DOE-2 和EnergyPlus 等，欧洲的ESP-r ，中国的DeST 和日本的HASP 等[1] 。针 对于这些建筑能耗模拟软件的模拟结果是否准确的问题，Michael J[2]、Joe Huang[3] 以及国内 DeST 开发小组[4]等国内外相关学者和团队都对其做了相关的对比研究，在标准的建筑模型 * 李万程，男，1995 年1 月，天津大学建筑环境与设备工程系在读硕士研究生 Email ：yzlflwc@163.com 邮编：300350 通讯地址：天津市津南区天津大学北洋园校区环境学院 下验证了其可靠性。但在实际的建筑能耗模拟过程中，很多使用者会发现通过能耗模拟软件 模拟出来的建筑能耗往往与实际能耗不相符，甚至偏差很大，这其中有很大一部分的原因是 因为与建筑能耗模拟相关的参数输入不够准确 [5] ，因此对建筑模型进行校准是十分有必要 的。 随着建筑能耗模拟研究的不断深入，建筑模型校准作为一种提高建筑能耗模拟准确度的 一种研究方法逐渐得到学