探究建筑物能量系统集成优化运行研究

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1、分类号Z笸2[笈UDC密级——罗787032学校代号：10561华南理工大学博士学位论文建筑物能量系统集成优化运行研究资助项目：国家重点基础研究发展规划(973)项目No+G20000263广东省科技攻关项目No．133一B27380叶国栋指导教师：堡重塾援垡直堡至态堂丝王皇熊逝堂医申请学位级别：擅±专业名称：些堂工程论文提交日期：2005．4论文答辩日期：2005．6学位授予单位和日期：垡直理王盍堂答辩委员会主席：耋l盆磕盏撞论文评阅人：摘要建筑物能量系统是包括了室外环境与能源体系、建筑围护结构、能源转换系统、能源利用系统以及控制与管理系统在内的所有

2、与建筑用能过程相关的系统构成的总称。建筑物能量系统通过消耗能源为用户提供舒适的室内环境与电、热、冷等能源需求，总的发展趋势是集成优化的多联供系统。建筑物能量系统运行优化的复杂性体现在两个方面：一是不断变化的外部条件与用户需求，使得建筑物对舒适室内环境以及电、热、冷负荷的需求处于动态变化之中；二是建筑物能量系统的各种优化运行调节手段和方法多种多样。因此不同于给定负荷需求条件下的优化运行，如何根据建筑用能负荷需求的动态变化，综合运恩各种优化运行调节方法，实现建筑物能量系统运行能耗费用的最低就是本文研究的关键问题。为此本文首先运用系统和集成优化的思想，提出了

3、建筑物能量系统集成优化运行的方法，从功能集成与信息集成的角度建立了集成优化运行的模型；针对集成优化运行对决策支持的需求，提出了集成优化运行的决策支持系统。其次，本文对建筑物能量系统集成优化运行的实施模式与技术解决方案进行了研究，从基于智能建筑系统集成的软硬件平台，到基于Internet的建筑物能量系统集成优化运行模式，再到相关软件工程技术的解决方案，都进行了较为深入的研究。最后结合案例，对本文所提出的方法、实施模式与技术解决方案进行了进一步的描述。借鉴企业建模中关于过程建模的理论与方法，并考虑到建筑行业的背景特点，本文提出了建筑物能量系统集成优化运行的

4、建模方法。应用该建模方法，本文采用IDEFO方法建立了建筑物能量系统集成优化运行的功能模型，将集成优化运行主要分解成了建筑能源管理、运行计划优化、实时运行优化以及运行监测四个主要活动，实现了对各优化功能层次结构的合理划分与活动单元的分解：在此基础上，应用面向对象的建模工具UML建立了建筑物系统、外部条件、运行状态以及能耗性能指标的数据模型，找出了代表集成优化运行各功能活动所处理数据的对象，揭示了这些对象之间的关联。模型的建立明确了集成优化运行的内涵与功能层次结构，各功能活动之间的关系，以及支持功能实现所必须的信息资源。建筑物能量系统集成优化运行各功能活

5、动的具体实现与信息的加工处理，离不开优化模型与其他工具的支持。针对建筑物能量系统集成优化运行决策支持存在多样性、动态性以及复合性的特点，本文提出应用决策支持系统的理论与方法来实现对集成优化运行功能活动的支持，以及优化模型等工具的管理与维护，并对基于类的模型表示、基于专家知识的模型选择与自动建模进行了研究。对建筑物能量系统集成优化运行所必然依托的智能建筑系统集成平台及其主要系统集成方式进行了介绍与分析，并结合OPc技术与w曲service技术提出了华南理工大学搏士学位论文跨越Internet的建筑物能量系统集成优化运行平台解决方案。在集成优化运行平台解决

6、方案的基础上，进一步提出了基于Internet的集成优化运行模式，并对模式实现的关键技术进行了研究。包括物业管理与建筑物能量系统运行服务之间基于xML的信息表达与交换过程，基于wcbservices的集成优化运行平台体系架构及其相关内容。本文的研究成果体现在理论与实际两个层面。在理论层面，为建筑物能量系统的运行管理提供了整体优化的指导方法：在工程实际应用层面，提供了可操作的实施模式与技术解决方案。关键诃建筑物能量系统；集成优化运行；决策支持；平台：Web服务IIABSTRACTBuildingenergysystem(BES)issuchacomple

7、xlargesystemthatincludingoutdoor—enVironment，energysupply，buildingenVelope，energyconversionandutilizationsystems，controlandmanagementsystemsandallthesystemthatisrelatedwithbuildingenergyconsumption．BESprovidescomfortindoor·environment，electricity，heatingandcoolingeta1．fbroccupan

8、tsthroughtheconsumptionofenergy，andnowBESisdeVe