[发明专利]一种建筑表皮可变构件的光热动态平衡调控方法

说明书

本发明公开一种建筑表皮可变构件的光热动态平衡调控方法，属于建筑领域；一种建筑表皮可变构件的光热动态平衡调控方法包括：确定光热环境的描述指标及舒适阈值、对建筑表皮可变构件进行参数化建模、导入室外模拟气象参数、对各可变构件开启状态进行全年逐时效果模拟计算分析、计算i时刻各可变构件开启状态下室内光热环境与预设舒适范围阈值的距离、对光热环境与预设舒适范围的距离数据进行处理、比较得出i时刻综合效果最佳的可变构件开启状态、汇总得出全年的逐时综合最优的可变构件开启状态合集和使用该合集自动控制可变构件的开启；通过上述方法对建筑外表皮可变构件的光环境与热环境联合优化，实现对太阳热辐射与自然采光之间的平衡调控。

技术领域

本发明属于建筑领域，具体涉及一种建筑表皮可变构件的光热动态平衡调控方法。

背景技术

太阳热辐射与天然采光是一组具有紧密关系的关联变量，然而对于南方地区而言，这组变量呈现了一体两面的矛盾性影响。如何应对天然采光与太阳热辐射之间的矛盾性，成为了南方地区绿色建筑的实现舒适节能高效的重要问题(简称光热问题)；

目前应对光热问题的方式存在以下缺陷：1)建筑天然采光设计与建筑遮阳设计分开进行，忽略了太阳热辐射与天然采光的一体两面性，容易顾此失彼，不利于全局的综合的判断；2)固定的建筑表皮构件很难应对光热问题在时间上的动态变化；3)目前建筑表皮的可变构件多为遮阳构件，调节方式以遮挡进入室内的过量太阳辐射为控制目标，容易削弱自然采光，造成室内照度过低；

综上所述，如何实现的太阳热辐射与自然采光的实时动态平衡调控，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种建筑表皮可变构件的光热动态平衡调控方法，能够解决遮阳与采光之间的矛盾，实现太阳热辐射与自然采光的动态平衡调控。发明的一种建筑表皮可变构件的光热动态平衡调控方法，将可变构件对室内实时光热环境的影响统筹兼顾，实现动态的、全局的、综合的建筑环境质量保证，在提高舒适度的同时降低能耗。通过模块化设计，使建筑设计人员和使用者可根据建筑的特性和自身的需求进行定制调整，同时降低成本。

本发明的技术解决方案是一种建筑表皮可变构件的光热动态平衡调控方法，步骤包括：

S1：确定光热环境的描述指标及舒适阈值：

S2：对建筑表皮可变构件进行参数化建模；

S3：导入室外模拟气象参数；

S4：对各可变构件开启状态进行全年逐时效果模拟计算分析；

S5：计算i时刻各可变构件开启状态下室内光热环境与预设舒适范围阈值的距离；

S6：对光热环境与预设舒适范围的距离数据进行处理；

S7：比较得出i时刻综合效果最佳的可变构件开启状态；

S8：汇总得出全年的逐时综合最优的可变构件开启状态合集：循环S5至S7，汇总得出全年逐时综合最优的构件状态合集，即光热平衡动态控制的优化结果；

S9：使用所述合集自动控制可变构件的开启。

进一步地，所述S1和所述S5中的光热环境指标可用反应各时刻特征的光热环境参数表达，包括：室内无空调时空气温度、工作面或地面平均照度以及达到标准照度的房间面积比例。

进一步地，所述S2中的所述建筑表皮可变构件类型包括：遮阳板、百叶、卷帘、电致变色玻璃以及幕墙；

进一步地，所述建筑表皮状态包括：可移动遮阳板的不同位置、可旋转遮阳板/百叶的不同角度、可开启百叶/卷帘/幕墙的不同开启程度、电致变色玻璃的几种透光性。

进一步地，所述S5步骤中的所述i时刻各可变构件开启状态下室内光热环境与预设舒适范围阈值的距离计算方式如下：