[发明专利]针对高大空间建筑的全年能耗和热舒适度耦合评估方法

权利要求书

1.一种针对高大空间建筑的全年能耗和热舒适度耦合评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取高大空间建筑室内建筑模型和设备布局、建筑热工材料参数信息和暖通空调初步设计方案，确定高大空间建筑所在场地典型年气象参数资料，基于常规建筑能耗分析软件建立整体建筑的全年能耗分析计算模型Energy-1，初步计算出整体建筑全年能耗指标、室内空气温度和墙体内外表面温度全年变化情况；

S2、建立三维计算流体动力学模型CFD-1分析高大空间建筑室内整体气流组织分布和降温过程，利用模型Energy-1提供的典型时刻建筑墙体内表面温度和室内空气温度作为模型CFD-1的墙体边界和初始边界条件，利用分层空调方案提供的空调冷负荷和送风温度作为模型CFD-1的制冷边界条件；

S3、模型CFD-1输出建筑室内温度场和气流组织空间分布情况，提取不同区域位置的温度垂直分布特性曲线，统计室内不同区域温度数值对分区进行评估，同时结合实际室内场地舒适度控制区的平面范围，综合确定高大空间建筑室内热分区划分范围；

S4、根据建筑室内热分区划分范围，建立建筑整体能耗分析和CFD双向耦合分析模型；

S5、设置全年或者夏季模拟时长，得到能耗分析和CFD双向耦合分析的建筑整体能耗和热舒适指标。

2.根据权利要求1所述的针对高大空间建筑的全年能耗和热舒适度耦合评估方法，其特征在于，步骤S4包括：

S41、根据建筑室内热分区划分范围，对模型Energy-1进行热区分割，同时结合建筑朝向对近地面人员活动区域进行热区划分，建立新的能耗计算模型Energy-2，用于空调区和非空调区区别计算；

S42、模型Energy-2在每个时间积分步长时刻进行非空调区和空调区的热平衡计算，并提取空调区和非空调区界面位置的温度信息；

S43、针对室内空调控制区域，基于Modelica开源程序语言建立考虑零方程湍流模型的快速计算流体动力学模型CFD-2，网格离散方法基于有限体积法，利用步骤S42提供的边界条件进行每个积分步长时刻的室内空间气流组织和温度分布计算；

S44、统计模型CFD-2计算结果并输出室内空调区平均空气温度和热舒适度综合评价指标；

S45、基于Modelica开源程序语言建立分层空调设备系统仿真模型，该模型考虑设备系统组件模型热物理过程，用于动态计算冷热负荷；

S46、利用步骤S44提供的空调区平均空气温度，基于实际空调控制策略进行系统建筑控制逻辑动态仿真；

S47、仿真输出每个积分步长时间空调房间的冷热负荷，并利用该冷负荷量动态控制模型Energy-2空调区的热平衡计算，从而影响并更新模型Energy-2中非空调区热平衡计算，并输出能耗。

3.根据权利要求1或2所述的针对高大空间建筑的全年能耗和热舒适度耦合评估方法，其特征在于，常规建筑能耗分析软件包括EnergyPlus。

4.根据权利要求1或2所述的针对高大空间建筑的全年能耗和热舒适度耦合评估方法，其特征在于，典型时刻包括过渡季节、夏季以及冬季的最高和最低温度对应的时刻。

5.根据权利要求1或2所述的针对高大空间建筑的全年能耗和热舒适度耦合评估方法，其特征在于，模型CFD-1分析时长应保证计算收敛，即室内气流组织稳定和室内温度出现稳定的垂直热分层现象。

6.根据权利要求1或2所述的针对高大空间建筑的全年能耗和热舒适度耦合评估方法，其特征在于，热舒适度综合评价指标包括PMV和PPD。