大学生用能行为对宿舍建筑能耗影响研究.pdf

摘要

摘要

为贯彻落实碳达峰碳中和工作，教育部印发《绿色低碳发展国民教育体系建设实施方

案》，提出将绿色低碳发展纳入国民教育体系，推动校园绿色发展提质增效、转型升级。

建筑能耗除了受建筑本身结构性能影响外，还与使用者用能行为有着十分紧密的联系。本

文以校园中的宿舍建筑为例，探究使用者用能行为对建筑能耗的影响，为用能行为研究提

供参考。

首先，在国内外文献研究基础上，以用能行为对建筑能耗影响研究为主题开展研究。

基于DNAs理论对宿舍建筑使用者开展问卷调查，对使用者用能行为特征及用能行为差异

表现进行分析，总结使用者用能习惯。用能行为的调查主要包括使用者在室情况、开关窗

行为、窗帘使用行为、照明控制行为和空调使用行为。

其次，依托校园能耗监管平台，收集宿舍建筑实际用能数据，基于MySQL数据库管

理平台，依照数据库设计流程及步骤建立宿舍建筑实际用能数据库。通过SQL语言进行实

际用能数据的查询、筛选等操作，分析建筑实际用能情况。结果表明，空调期耗电量变化

幅度较大，宿舍平均每日电耗为4.14kW·h，非空调期宿舍平均每日电耗为1.71kW·h。采用

聚类分析方法，以宿舍能耗值对使用者进行划分，划分为节约型使用者、普通型使用者及

奢侈型使用者，并探究建筑能耗使用的相似情况。

最后，梳理系统中各类主体的属性及行为规则，包括模型主体、照明、设备、空调四

个部分。利用AnyLogic仿真平台，采用Java面向对象的编程语言，以基于智能体建模方

法构建宿舍建筑典型用能行为模型，模拟实际主体的属性、行为与交互规则。对模型的逻

辑合理性进行模型校核，保证模型有效运行；对模型的输出有效性进行验证，确定输出结

果与实际领域预期情况的匹配程度。使用模型进行供暖期宿舍能耗的仿真模拟，对比实际

日均能耗值4.94kW·h/天，模拟的日均能耗值为5.02kW·h/天。模拟标准偏差小于实际标准

偏差，表明实际情况下的用能行为更具有随机性，仿真模拟的用能情况具有较强的稳定性。

结合实际研究需求，调整模型中的相关参数并重复多次运行模型，对模型输出结果进行数

理统计分析，揭示使用者用能行为对建筑能耗的影响。其中，节约型使用者和普通型使用

者的用能模式相对于奢侈型使用者的用能模式分别可节约77.9%和43.2%的能耗。各类用

能行为变化中，空调的设定温度变化及空调使用时长的变化对建筑能耗的影响最明显。

综上所述，本文基于理论分析、问卷调研结果、实际用能情况和聚类分析结果，识别

使用者用能属性、行为等要素，遵循基于智能体建模方法，建立宿舍建筑典型用能行为模

型，实现使用者用能行为对建筑能耗影响的动态模拟。

关键词：使用者用能行为；基于智能体建模；聚类分析

I

Abstract

ABSTRACT

Tocarryouttheworkofreachingpeakcarbonneutrality,theMinistryofEducationissued

theImplementationPlanfortheConstructionoftheNationalEducationSystemforGreenand

Low-carbonDevelopment,whichproposesincorporatinggreenandlow-carbondevelopmentinto

thenationaleducationsystemandpromotingthequality,efficiency,transformation,andupgrading

ofgreendevelopmentoncampuses.Buildingenergyconsumptionisinfluencednotonlybythe

structuralperformanceofthebuilding,butalsobytheenergyconsumptionbehaviorofu