一种建筑改造决策方法与流程

本发明涉及一种建筑改造决策方法，尤其涉及一种最佳建筑改造方案的确定方法，属于建筑节能与改造领域。背景技术：1、存量建筑往往表现出不合格的性能，无法满足不断提高的生活标准，亟需翻新，并实现绿色低碳目标。因此，实施低成本、高效率和环保的改造方案变得至关重要。2、当前对方案进行设置评估被定义为多目标优化问题，分为两种技术。一种是决策型技术，根据现有政策指南制定目标，由建筑专家预定义的一组替代行动，用于协助达成最终目标，最终根据决策者价值观、偏好评估、选择替代方案。此方法可以提供有助于建筑改造的指导仿真，但其过程与最终决策受限于专家经验与知识的显著影响，虽然这种经验和知识是不可替代的因素，但确定具体项目的最佳方案仍是一个巨大的技术挑战。3、因此，一些学者提出了数据量化评估技术。在这些研究中，通常会运用详细的数学模型，从多个角度确定存量建筑能源改造的最佳方案。虽然模拟技术通常用于确定最佳改造方案，但评估所有可能性可能会耗费大量时间，这对处于早期设计阶段的建筑师来说具有挑战性，因此提出一种系统改造方法，使建筑师能够在早期设计阶段确定最佳改造方案，是非常有必要的。技术实现思路1、本发明提供了一种建筑改造评价方法，以解决在早期设计阶段建筑师与决策者对改造措施提出与方案评估的技术问题，尤其是有成千上万种措施和数以万计的方案可供选择，无法高效、准确地确定最佳改造方案，同时考虑到它们对不同改造目标的适应性。2、本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：3、一种建筑改造决策方法，该方法包括以下步骤：4、步骤1：获取现有建筑的建筑信息，建立能耗模型；5、步骤2：对现有改造措施进行组合，获取若干组改造方案；6、步骤3：决策者确定改造目标，构建以改造方案为决策变量，最大化节能变化率、净现值与最小化碳排放量为目标函数的优化问题；7、步骤4：求解优化问题，获得改造方案的最优解集；8、步骤5：决策者由最优解集中选出最优改造方案。9、进一步地，所述步骤1中，将获取的建筑信息输入能耗模拟软件honeybee中，建立能耗模型；其中，所述建筑信息包括现有建筑的几何参数和非几何参数。10、进一步地，所述步骤中，优化问题的表达式如下：11、12、maximizenpvpackage(x)13、minimizecepackage(x)14、15、其中，为采取改造方案x后现有建筑的节能变化率，npvpackage(x)为采取改造方案x后现有建筑的净现值，cepackage(x)为采取改造方案x后现有建筑的碳排放量，和ceobjective分别为改造目标要求的最低节能变化率与最大碳排放量。16、进一步地，所述步骤3中，采取改造方案x后现有建筑的节能变化率的表达式如下：17、18、其中，ebase为现有建筑的年总能耗，epackage(x)为采取改造方案x后现有建筑的年总能耗。19、进一步地，采取改造方案x后现有建筑的年总能耗epackage(x)的计算方法具体为：20、建立分项能耗矩阵和epackage,base＝[epackage,base,1…epackage,base,j]，其中emeasure,x是基于能耗仿真模型得到的分项能耗矩阵，emeasure,t,i是采取改造措施t后现有建筑的第i个分项能耗，a为改造措施数量，j为分项能耗数量，epackage,base是现有建筑的能耗向量，epackage,base,i是现有建筑的第i个分项能耗；21、采用以元素的方式对emeasure,t＝[emeasure,t,1…emeasure,t,j]进行标准化，得到其中fmeasure,t是采取改造措施t后标准化的能耗向量，emeasure,r是基于能耗仿真模型得到的采取改造措施t后现有建筑的能耗向量，是按分项能耗标准化的计算符；22、基于fmeasure,t，建立改造方案x的标准化分项能耗矩阵：其中fmeasure,h＝[fmeasure,h,1…fmeasure,h,j]是采取改造方案x中改造措施h后标准化的能耗向量，fmeasure,h,i是采取改造方案x中改造措施h后标准化的第i个分项能耗；23、基于mmeasure,x，通过同一分项能耗的乘积，获取采取改造方案x后标准化的能耗向量其中，mpackage,*,x表示mmeasure,x中某一列；24、基于fpackage,x，得到采取改造方案x后现有建筑的能耗向量epackage,x＝epackage,base·fpackage,x；25、对epackage,x中所有元素进行求和，最终得到采取改造方案x后现有建筑的年总能耗epackage(x)。26、进一步地，所述步骤3中，采取改造方案x后现有建筑的净现值的表达式如下：27、28、其中，cfi为改造方案x的改造周期内第j阶段的现金流入，cf0为改造方案x的改造周期内单项改造措施的初始资金投入，n为改造方案x的改造周期内阶段数，r为折现率。29、进一步地，所述步骤3中，采取改造方案x后现有建筑的碳排放量的表达式如下：30、cepackage(x)＝∑ce31、其中，ce为采取改造方案x中任一单项改造措施后现有建筑的碳排放量。32、进一步地，采取改造方案x中任一单项改造措施后现有建筑的碳排放量的表达式为：33、34、其中，adk为导致温室气体排放的生产或消费活动的第k类活动量，efk为单项改造措施的改造周期内第k类活动量对应的碳排放因子。35、进一步地，决策者采用加权和法，由最优解集中选出使得目标函数j最小的改造方案，即为最优改造方案；36、37、其中w1,w2,w3为预设的权重值且w1+w2+w3＝1，和分别是最优解集ω中各改造方案对应的节能变化率、净现值和碳排放量的最大值。38、进一步地，预设的权重值的确定方法为：39、利用专家知识，确定节能变化率、净现值和碳排放量之间的影响程度值，构建影响矩阵：40、41、其中，rα,β是指标α对指标β的影响程度，rα,α＝0；α＝1,2,3分别表示节能变化率、净现值和碳排放量，β＝1,2,3分别表示节能变化率、净现值和碳排放量；42、基于指标α对其他指标的总影响程度值以及指标α受其他指标的总影响程度值，构建各指标的独立系数：43、44、其中，ηα是指标α的独立系数；45、基于各指标的独立系数，确定预设的权重值：46、47、本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明整合了围护结构、暖通空调和照明系统的常见改造措施，考虑到节能潜力、成本效益和环境影响，构建多目标优化模型，可获得准确、高效的改造方案，为参与历史建筑节能改造的决策者提供了有价值的见解，指导决策者采用符合国家标准和政策目标的更高效、更可持续的解决方案。