[发明专利]面向建筑碳减排的城市灰绿空间紧凑形态优化方法及系统

权利要求书

1.一种面向建筑碳减排的城市灰绿空间紧凑形态优化方法，其特征在于，包括：

确定待优化范围内各目标建筑体缓冲距离范围内邻居建筑体和绿地形态；

基于各所述目标建筑体缓冲距离范围内邻居建筑体和绿地形态，计算各所述目标建筑体的运行能耗碳排放、城市绿度空间紧凑性指数和城市灰度空间紧凑性指数；

采用自然断点法将各目标建筑体的城市灰度空间紧凑性指数分为K1类；

采用自然断点法将各目标建筑体的城市绿度空间紧凑性指数分为K2类；

基于K类城市灰度空间紧凑性指数，采用地理探测器确定各类城市灰度空间紧凑性指数对应的运行能耗碳排放是否存在显著差异，将存在显著差异的城市灰度空间紧凑性指数类记为第m1类和第m2类；所述第m1类对应的目标建筑体的碳排放平均值小于第m2类对应的目标建筑体的碳排放平均值；第m1类和第m2类属于K1类中的类；

基于K类城市绿度空间紧凑性指数，采用地理探测器确定各类城市绿度空间紧凑性指数对应的运行能耗碳排放是否存在显著差异，将存在显著差异的城市绿度空间紧凑性指数类记为第m3类和第m4类；所述第m3类对应的目标建筑体的碳排放平均值小于第m4类对应的目标建筑体的碳排放平均值；第m3类和第m4类属于K2类中的类；

将第m2类对应的目标建筑和第m4类对应的目标建筑为待优化的目标建筑体；

对第m2类对应的目标建筑的邻居建筑体和绿地形态进行优化，直到第m2类对应的目标建筑的城市灰度空间紧凑性指数平均值达到第m1类对应的城市灰度空间紧凑性指数平均值；

对第m4类对应的目标建筑的邻居建筑体和绿地形态进行优化，直到第m4类对应的目标建筑的城市绿度空间紧凑性指数平均值达到第m3类对应的城市绿度空间紧凑性指数平均值。

2.根据权利要求1所述的面向建筑碳减排的城市灰绿空间紧凑形态优化方法，其特征在于，所述城市绿度空间紧凑性指数的计算公式为：

其中，GSCI表示所述城市绿度空间紧凑性指数，N为对第一范围进行网格划分后的网格总数，M为对第二范围进行网格划分后的网格总数，Z_i和Z_j代表所述第一范围内任意两个网格i和网格j内的绿地面积，S_i'和Sj'为所述第二范围内网格i'和网格j'中绿色区域的面积，d(i,j)为所述第一范围内网格i和网格j的几何距离，d'(i',j')为所述第二范围内网格i'和网格j'之间的几何距离；所述第一范围为以目标建筑体为中心，缓冲距离为半径的范围；所述第二范围为所述第一范围内绿地面积的等价圆。

3.根据权利要求2所述的面向建筑碳减排的城市灰绿空间紧凑形态优化方法，其特征在于，所述城市灰度空间紧凑性指数的计算公式为：

其中，3D_BSCI表示所述城市灰度空间紧凑性指数，V_i和V_j分别表示建筑三维空间紧凑度模型中任意两个单位立方体i和单位立方体j内的城市建筑体积，所述建筑三维空间紧凑度模型为所述第一范围内建筑体的三维空间紧凑度模型，Q’表示所述建筑三维空间紧凑度模型的等效球面所占的立方体总数，N’表示建筑三维空间紧凑度模型中单位立方体总数，V’_i’和V’_j’分别表示单位立方体i’和单位立方体j’上的等效球面的体积，l(i，j)为建筑三维空间紧凑度模型的任意两个单位立方体i和单位立方体j的质心距离，l(i’,j’)为等效球面上任意两个单位立方体i和单位立方体j的质心距离。

4.根据权利要求1所述的面向建筑碳减排的城市灰绿空间紧凑形态优化方法，其特征在于，目标建筑的运行能耗碳排放表示为：

CF_EN＝CF_EL+CF_COAL+CF_NG+CF_H；

其中，CF_EN代表目标建筑的运行能耗碳排放；CF_EL是用电产生的碳排放；CF_COAL是用煤炭产生的碳排放；CF_NG是用天然气产生的碳排放；CF_HP是热力产生的碳排放。