基于ABM的学生宿舍能耗管理仿真模型研究
ABM Based Simulation Research of University Dormitory Energy Consumption Management
随着中国城市化进程的日益推进,建筑面积的急剧增加不可避免地带来了建筑能耗的增长,而在众多建筑运行能耗的决定因素中,用户的用能行为是最重要的因素之一.因此,从用能行为角度研究建筑能耗管理具有重要的理论和实践价值.本文在文献综述的基础上,以高校本科学生的用能行为和宿舍能耗作为切入点展开以下研究:首先,从复杂适应系统理论视角对学生宿舍能耗管理系统进行了分析.其次,收集和分析了宿舍能耗历史数据并通过问卷和访谈调查了学生的节能意识和用能行为.然后,依托Anylogic仿真软件,利用Java编程技术,采用基于主体建模方法(ABM)构建了学生宿舍建筑能耗管理系统仿真模型.最后,以400间本科宿舍在一年内的能耗产生为例,对不同的行为节能策略、不同的学生主体交互行为和两种节能宣传教育方式进行了仿真实验,对比了不同情形下建筑能耗的产生情况.经过调研以及仿真实验,本文得出如下结论:根据日均耗电量将宿舍分为节约环保型、适度使用型和奢侈浪费型,比例分别约为24%、58%、18%;男生宿舍能耗普遍高于女生宿舍;高年级宿舍能耗普遍高于低年级宿舍;混合宿舍的能耗明显高于同年级同专业学生宿舍;在夏季,部分奢侈浪费型宿舍的能耗达到节能环保型宿舍的2~3倍,可见用能行为对建筑能耗的影响显著.学生的节能行为落后于意识;节能意识在性别和支出水平上没有显著差异;不同政治面貌学生的节能意识和行为略有差异;男生和女生的用能行为差异主要在于空调温度的设定、电脑的使用时长和频率、白天电灯的使用;学生的用能行为会受到室友的影响.通过对不同节能策略进行仿真实验,可知不同的行为对宿舍能耗的影响程度依次为:学生在室概率>空调使用时间>空调设定温度>电脑使用时间>电脑待机时间.经过对学生交互行为的仿真实验,可知加强学生之间的交流有利于改善学生对于节能的态度和意识.通过进行节能宣传教育方式的仿真实验,可知对于同一种宣传教育方式,增加活动频率的节能效果优于提高单次活动的学生参与度;节能文明宿舍评选的节能效果要明显优于传统宣传教育方式.因此,学校应该通过提高节能宣传教育的频率、丰富节能宣传教育的活动形式(如:评选节能文明宿舍)、建立宿舍能耗公示制度、设置奖惩机制等方式,加强学生沟通交流、增强学生节能意识、优化学生用能行为,以期加快"节约型校园"的建设.总结来说,本文基于CAS理论与ABM方法,以高校宿舍微观层面的学生用能行为作为切入点,自底向上构建学生宿舍能耗管理系统仿真模型,完成行为节能策略、用户交互行为和节能宣传教育的仿真实验,能够为学校进行能耗管理和开展节能宣传教育提供理论参考,为建筑运行能耗管理相关研究拓宽思路.
- 作者：
- 李敏
- 学位授予单位：
- 深圳大学
- 专业名称：
- 管理科学与工程(工学)
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2018年
- 导师姓名：
- 丁志坤
- 中图分类号：
- TU111.195
- 关键词：
- 建筑运行能耗；用能行为；复杂适应系统；基于主体建模；Anylogic
- Building Energy Consumption; Occupant Behavior; Complex Adaptive System(CAS); Agent-Based Modeling(ABM); Anylogic;