[发明专利]一种基于节能的智能外窗优化调控方法

说明书

一种基于节能的智能外窗优化调控方法涉及智能窗领域。本发明根据不同地域、不同建筑类型、不同朝向确定EC玻璃窗的调控策略，能有效利用太阳辐射热、增大自然采光、避免眩光，解决光热环境多控制目标的最优化控制问题，降低建筑能耗。本发明采用电致变色玻璃窗的建筑设计参数，在EnergyPlus的EnergyManagementSystem模块中设定电致变色玻璃窗的控制逻辑，采用Genopt软件对建立的EnergyPlus仿真模型中电致变色玻璃窗状态的控制参数室外水平照度的控制阈值进行优化，使该建筑模拟的照明能耗和空调能耗之和最低。本发明有效降低建筑能耗，可避免因不同地域、不同朝向、不同建筑类型、不同季节电致变色玻璃窗应用不当的情况。

技术领域

本发明涉及智能窗领域，具体涉及一种基于节能的智能外窗优化调控方法。

背景技术

玻璃窗是建筑围护结构的必要组成部分，透过玻璃进入室内的可见光和辐射热对建筑光热环境和能耗有重要影响。传统玻璃在使用过程中光学属性“静态”不变，对太阳光热透射量只能“被动接受”，不能根据室外气象条件和建筑需求变化“主动调节”。该问题是制约玻璃窗节能的瓶颈，也是现代建筑应用大面积玻璃窗时普遍出现建筑能耗高与环境舒适性差的主要根源。

电致变色(Electro Chromic，简称EC)玻璃节能技术的出现，为实现玻璃窗对太阳光热“主动利用”提供了有效途径。EC玻璃在外加电场的作用下，透明度和颜色能够发生可逆变化，可见光透射率和太阳得热系数在较大范围内呈现非线性变化。EC玻璃的“主动调节”特性使其节能潜力显著，被视为新一代建筑关键节能技术。保障该项新技术在建筑中高效应用和推广，对促进我国绿色智能建筑发展和实现建筑节能有重要意义。

一方面，EC玻璃窗可根据建筑热环境需求，主动调节透过玻璃的太阳辐射热，与空调设备共同作用，保证室内热舒适，降低空调能耗。另一方面，EC玻璃窗还可根据建筑光环境需求，主动调节玻璃可见光透射率，与照明设备、遮阳设备共同作用，保证工作面照度，减少不舒适眩光，改善室内光环境，降低照明能耗。

譬如在夏季，当EC玻璃窗应调节为着色态时，减少透过太阳辐射量，有利于空调节能，也减少不舒适眩光；但不利于自然采光，需开启照明补充室内照度，增加照明能耗。若控制不当，则EC玻璃窗在应用过程中并不能降低建筑能耗，甚至有可能增加建筑能耗。如何合理调节EC玻璃窗，使其在利用太阳辐射热、增大自然采光、避免眩光中寻找到最佳控制点，达到降低建筑能耗、营造舒适环境的目标，是发挥EC玻璃窗优势和节能潜力的关键问题。现有EC玻璃窗调控通常采用单参数的反馈控制方法或简单日程表控制方法，尚不能解决光热环境多控制目标的最优化控制问题，不利于建筑节能。这些问题影响EC玻璃窗调控性能，制约其在建筑中高效应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于节能的智能外窗优化调控方法，能根据不同地域、不同建筑类型、不同朝向确定EC玻璃窗的调控策略，使其能有效利用太阳辐射热、增大自然采光、避免眩光，解决光热环境多控制目标的最优化控制问题，降低建筑能耗。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效智能外窗控制系统，包括电致变色玻璃窗，气象参数传感器(该传感器为所选控制参数的传感器)。上述气象参数传感器安装在电致变色玻璃窗窗框下方，用于测量该气象参数的值；上述气象参数传感器与电致变色玻璃窗控制柜相连；电致变色玻璃窗控制柜控制电致变色玻璃的透明度。

本发明提供的是一种基于节能的智能外窗优化调控方法，首先确定采用电致变色玻璃窗的建筑设计参数，然后进行以下步骤：

(1)根据建筑设计参数在能耗模拟软件EnergyPlus中建立该建筑的模型，并建立电致变色玻璃窗不同状态的玻璃窗模型.模型围护结构材料、房间面积和窗墙比均按实际参数设置；