基于能耗反馈辅助的模块化集成建筑集群设计方法与流程

本发明涉及集成建筑。

背景技术：

1、模块化集成建筑技术体系是目前装配式4.0时代的核心建造技术，是实现具有建筑使用功能的三维空间集成建筑单元。mic模块化建筑是在工厂预制完成六面体模块以及80％的设备集成，在施工现场组装模块，实现“像搭积木一样”建房子，快速高效、智慧集成。

2、模块化建筑的基本构件是模块，再根据建筑功能对模块进行组合形成模块集群，形成功能完备的建筑。现已有相关单个模块建筑针对单体的被动式设计方法，且已有传统建筑集群针对建筑形态组合的被动式设计方法。现有的模块化建筑集群未能达到节能的效果，而为保证模块化建筑集群在组合设计方面通过被动式设计达到节能的效果，缺乏一种针对模块化集成建筑集群的被动式节能设计方法。

技术实现思路

1、本发明目的是为了解决现有的模块化集成建筑集群未能达到节能效果的问题，本发明提供了一种基于能耗反馈辅助的模块化集成建筑集群设计方法。

2、基于能耗反馈辅助的模块化集成建筑集群设计方法，该方法包括：

3、s1、根据建筑功能，确定建筑集群的舒适度目标值、建筑集群中每一层所需使用的单箱模块的个数；

4、s2、对单箱模块进行性能参数设置，在空间坐标系内设置各单箱模块的基准点坐标，根据当前各单箱模块的基准点坐标下的组合方式形成建筑集群；

5、s3、对建筑集群中各单箱模块的基准点坐标进行迭代更新，获得更新后的组合方式对应的建筑集群的年负荷；

6、通过多次迭代，获得不同组合方式下所对应的建筑集群的年负荷；建筑集群的年负荷作为建筑集群的年能耗，其建筑集群的年负荷是依据当前地区的年气象参数、舒适度目标值、单箱模块间的间距、以及各单箱模块的性能参数获得的；

7、并从所有组合方式下所对应的年负荷中选取最小值所对应的组合方式作为最优组合，完成建筑集群的建立。

8、作为优选，单箱模块为六面体结构。

9、作为优选，步骤s2中对单箱模块进行性能参数设置包括对各单箱模块的6个面的围护结构热工参数、窗户通风面积、以及各窗户的太阳得热系数进行设置。

10、作为优选，步骤s3中对建筑集群中各单箱模块的基准点坐标进行迭代更新的实现方式为：

11、各单箱模块的基准点对应相应预设调整范围、且各单箱模块对应相应的调整步长；

12、同步对所有的单箱模块的基准点按其所对应的调整步长，历遍其所对应的预设调整范围。

13、作为优选，舒适度目标值设置为维持单箱模块内温度≤26℃。

14、作为优选，步骤s3对建筑集群中各单箱模块的基准点坐标进行迭代更新采用遗传算法实现。

15、作为优选，步骤s3建筑集群的年负荷是依据年气象参数、舒适度目标值、单箱模块间的间距、以及各单箱模块的性能参数获得的实现方式包括：

16、依据年气象参数、单箱模块间的间距、以及各单箱模块的性能参数，通过3d建模平台的能耗模拟软件模拟全年开窗状态的情况下，通过理想负荷空调系统使各单箱模块内的温度维持在小于或等于26℃，统计理想负荷空调系统的年能耗，并将理想负荷空调系统的年能耗作为建筑集群的年负荷。

17、作为优选，3d建模平台为grasshopper参数化平台。

18、作为优选，基于能耗反馈辅助的模块化集成建筑集群设计方法，还包括对最优组合下的建筑集群进行优化的步骤，具体为，通过能源监测装置对最优组合下的建筑集群进行能耗数据的监测与获取，并与设计的能耗标准值进行对比，并反馈至设计环节、对单箱模块进行性能参数优化。

19、本发明的优点：

20、本发明提出一种基于能耗反馈辅助的模块化集成建筑集群设计方法兼顾模块化建筑快速组装的要求，不依赖主动式节能设备，通过被动式建筑模块组合达到节能效果。

21、本发明提供一种基于能耗反馈辅助的模块化集成建筑集群设计方法，兼顾模块化集成建筑快速组合要求的同时，获取集群能耗最低的模块组合方式，指导模块化集成建筑在规划与方案设计阶段的被动式设计。具体以节能为目标，通过调整模块坐标参数，并迭代选择获得多种可选择的模块化集成建筑组合方式，并将得到的负荷值反馈给坐标参数，从而获得最优的组合方式下的建筑集群。

22、提供多种可选择的模块化建筑被动式节能组合方式，供设计师在设计阶段结合美观、实用、经济、人文方面进行考量，在多种组合方式方案中，选取各方面最优解。

技术特征：

1.基于能耗反馈辅助的模块化集成建筑集群设计方法，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于能耗反馈辅助的模块化集成建筑集群设计方法，其特征在于，单箱模块为六面体结构。

3.根据权利要求1所述的基于能耗反馈辅助的模块化集成建筑集群设计方法，其特征在于，步骤s2中对单箱模块进行性能参数设置包括对各单箱模块的6个面的围护结构热工参数、窗户通风面积、以及各窗户的太阳得热系数进行设置。

4.根据权利要求1所述的基于能耗反馈辅助的模块化集成建筑集群设计方法，其特征在于，步骤s3中对建筑集群中各单箱模块的基准点坐标进行迭代更新的实现方式为：

5.根据权利要求1所述的基于能耗反馈辅助的模块化集成建筑集群设计方法，其特征在于，舒适度目标值设置为维持单箱模块内温度≤26℃。

6.根据权利要求1所述的基于能耗反馈辅助的模块化集成建筑集群设计方法，其特征在于，步骤s3对建筑集群中各单箱模块的基准点坐标进行迭代更新采用遗传算法实现。

7.根据权利要求1所述的基于能耗反馈辅助的模块化集成建筑集群设计方法，其特征在于，步骤s3建筑集群的年负荷是依据年气象参数、舒适度目标值、单箱模块间的间距、以及各单箱模块的性能参数获得的实现方式包括：

8.根据权利要求7所述的基于能耗反馈辅助的模块化集成建筑集群设计方法，其特征在于，3d建模平台为grasshopper参数化平台。

9.根据权利要求1所述的基于能耗反馈辅助的模块化集成建筑集群设计方法，其特征在于，还包括对最优组合下的建筑集群进行优化的步骤，具体为，通过能源监测装置对最优组合下的建筑集群进行能耗数据的监测与获取，并与设计的能耗标准值进行对比，并反馈至设计环节、对单箱模块进行性能参数优化。

技术总结
基于能耗反馈辅助的模块化集成建筑集群设计方法，解决了现有的模块化集成建筑集群未能达到节能效果的问题。本发明根据建筑功能，确定舒适度目标值、建筑集群中每一层所需使用的单箱模块的个数；对单箱模块进行性能参数设置，在空间坐标系内设置各单箱模块的基准点坐标，根据当前各单箱模块的基准点坐标下的组合方式形成建筑集群；对建筑集群中各单箱模块的基准点坐标进行迭代更新，通过多次迭代，获得不同组合方式下所对应的建筑集群的年负荷；依据年气象参数、舒适度目标值、单箱模块间的间距、以及各单箱模块的性能参数得到年负荷；并取最小值年负荷所对应的组合方式作为最优组合，完成建筑集群的建立。主要用于对建筑集群设计。

技术研发人员：马骥楠,何晓璐,李喆靖,湛鹤,陈雪芳,玉红
受保护的技术使用者：中建海龙科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15