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摘要:随着我国生态建设事业的不断发展,对我国建筑行业的发展提出了更高的要求,各种绿色建筑工程越来越多。为了进一步突出建筑工程的绿色性,有必要构建绿色建筑信息采集系统,对大数据在绿色建筑领域中的应用进行探索,利用数据挖掘技术来对建筑工程的节能潜力进行分析。为此,笔者将要在本文中对大数据在绿色建筑领域的探索与应用进行探讨,希望对促进我国建筑工程事业的发展,可以起到有利的作用。
关键词:大数据;绿色建筑;探索与应用
1前言
随着建筑行业的高速发展和人民生活水平的不断提升,建筑能耗高的问题越来越突出,政府在相关问题的研究中,投入的力度越来越大。最近几年,以绿色建筑作为节能、节水、节材、保护环境的建筑越来越多。
2研究背景
绿色建筑具有数量较多,使用范围广泛,施工程度相对比较复杂,通过将大数据挖掘技术应用到绿色建筑工程施工当中,可以充分应用其数据体量大和维度多的特点,让绿色建筑工程更进一步朝着健康的方向进行发展。为了有效降低空调系统的能耗,可以使用相关数据模型对绿色建筑进行节能降耗预测,并对空调的运行参数进行合理的控制,在实际使用的过程中,取得了非常显著的效果。
在传统绿色建筑设计的过程中,其是以建筑模型计算机模拟和实地测试作为依据的。通过计算机模拟,可以进行一定的技术指导。但由于建筑运行与设计参数往往存在较大的差异,直接导致绿色建筑实际运行效果和设计差异较大。此外,当前绿色建筑测试周期相对比较长,建筑使用效果受到业主使用习惯的影响,很多影响因素无法进行非常周全的考虑,导致绿色建筑在测试的过程中,容易出现各种问题【1】。
大数据是计算机技术发展的产物,其在数据获取、存储、管理和分析方面的作用非常突出,是一种高效率、大规模、大容量的数据获取技术。当前,全球对大数据的定义还在不断完善当中,经常会赋予大数据一些新的释义。从技术层面上看,大数据和云技术之间的关系是比较紧密的,两者之间的关系更像是一枚硬币的正反面,其依靠网络中数量庞大的计算机来完成数据运算,通常采用的是分布式架构。这种架构并不是依靠普通的计算就可以达到的,需要依靠分布处理、云存储、分布式数据库和云计算虚拟化技术来完成,大数据同云计算之间的关系是非常密切的。
通过上面的讨论可知,大数据虽然没有一个固定的概念,但表达方式却大同小异,在不同教材、互联网、专家释义中,其本质内容基本是相同的,在数据获取、存储、管理、分析中有着比较突出的优势。通过该技术的应用,可以掌握庞大的数据信息,还具有比较强的数据处理能力。如果将大数据当成一个新兴的产业,其具有比较强的数据加工能力,通过对数据的处理,来完成数据的增值。
3绿色建筑大数据来源
在绿色建筑实际使用的过程中,按照运行数据的种类,可以将各种信息数据分为客观环境数据、建筑物理信息、建筑能耗设备运行数据和室内环境等。
客观环境数据。在绿色建筑实际设计的过程中,其能耗的计算是根据当地的气候参数进行的。在客观环境数据的计算过程中,其环境参数主要包括室外温度、湿度、室外风速、太阳辐射度等。室外温度和湿度通常会通过建筑外围结构来对建筑的能耗造成影响,室内外负荷往往会随着室外温度的变化而变化,这也是建筑能耗的主要数据之一【2】。室外风速对建筑外围护结构的换热系数有着非常直接的影响。太阳辐射度也会通过围护结构对建筑结构造成影响。通过我国绿色建筑横向对比数据分析,发现地理位置的意义也非常重要。室外的PM2.5容易通过空气渗入到建筑内部,从而对室内环境品质造成非常大的影响,应该将其列入到考虑的范围之内。
建筑物理信息。建筑的物理信息通常包括建筑围护结构材料、尺寸、门窗玻璃形式、建筑朝向、建筑面积、楼层高度等。建筑围护结构材料及其导热性对建筑的散热性能有着非常直接的影响,并且这种影响是较大的。
建筑物的能耗也会直接受到太阳辐射度和楼层高度的影响,这是绿色建筑作为节能建筑的重要指标。
建筑能耗设备运行数据。在绿色建筑内部,往往会使用非常多的内部设备。例如,暖通空调系统的耗能可以占到建筑总能耗的百分之五十左右。建筑空调系统通常由冷却塔、冷却循环水泵、冷冻循环水泵、冷水机组、补水泵等设备组成,通过对数据技术的应用,可以对设备能耗进行有效的预测。建筑的照明系统、电梯、消防系统和监控系统在实际运行的过程中,也会出现大量的数据,通过对这些数据的分析和处理,才能及时掌握设备的运行状态信息,然后在这些信息基础上,对设备运行进行更加及时的优化,这对提升能源利用率,是非常有好处的。
室内环境质量。室内环境是居住人员生活和工作的地方,环境质量对他们的身心健康有着非常直接的影响。室内环境主要包括室内湿度、二氧化碳浓度、TVOC浓度、甲醛浓度和PM2.5浓度等。这些参数容易受到室外环境因素的影响,室内人员的行为也会对周围环境造成不小的影响。通过对室内环境参数分析和处理,可以为建筑运行效果评价,奠定良好的基础。
4大数据在绿色建筑领域中的应用
在绿色建筑实际使用的过程中,通过对相关数据的收集和存储,就会形成大数据,之后对这些数据进行进一步的数据挖掘,并进行深入的分析和研究,才可以更加及时发现数据背后的规律,更好的将其应用到绿色建筑相关领域当中【3】。
在绿色建筑实际运行的过程中,其能耗往往会受到多种因素的影响,如设备运行效率、设备控制参数、环境温度等。如果使用传统人工对设备启停进行控制、参数设定,往往会出现各种问题,对维护人员的要求也相对比较高。在绿色建筑实际使用的过程中,往往会产生大量的数据,通过对历史数据的分析和处理,就可以对设备的能耗发展进行预测,对设备启停和参数设定等进行更加合理的控制,实现对建筑内部的全方位监控,提升建筑的节能效果。
绿色建筑后评估。在传统绿色建筑设计的过程中,通常会采用试验和计算机模拟的方式来指导设计工作,但容易出现绿色建筑实际运行效果不佳的现象。导致这种现象产生的原因往往是多方面的,采用传统的数据分析方法,往往作用比较有限。通过对大数据分析技术的应用,可以通过对设计值的对比,来对设计内容进行有效的优化,制定更加合理的绿色建筑参数,让建筑的设计变得更加合理。
区域能源的调度。我国各省市的气候条件往往差异非常大,节能效果也不是非常理想,同类建筑之间的差异比较相对比较少。对于同一地区的建筑,其节能运行效果也存在差异。为了根据各地区的特点进行针对性的设计,利用大数据分析方法对不同地区绿色建筑进行分析对比是非常有意义的,对区域能源消耗进行有效的统计,对城区能源规划及预测提供更加宝贵的经验。通过数据挖掘技术的应用,可以找到各种建筑之间的相似点和差异,然后开展针对性的设计,提升建筑的整体能源利用率。
用户舒适性的提升。在绿色建筑工程实际使用的过程中,很多时候是依据个人的生活习惯或者意识来对相关设备运行进行控制的。为了提升建筑使用的舒适程度,就需要对人们生活和工作周围环境数据进行有效的采集,掌握业主的生活习惯,并在此基础上实现对周围室内环境状态信息的采集,实现对周围环境状态的及时调整,在提升用户舒适度的同时,还能进一步降低能源的消耗。
结语
随着时代的不断发展,对绿色建筑工程建设提出了更高的要求。针对绿色建筑工程建设中出现的问题,应该引起足够的重视,认真分析问题发生的原因,通过将大数据技术应用其中,提升绿色建筑工程设计效果。
参考文献:
[1]林波荣,肖娟,刘彦辰,杨鹏.绿色建筑技术效果和运行性能后评估[J].世界建筑,2016(06):28-33.
[2]杨柳,侯立强,李红莲,许馨尹,刘加平.空调办公建筑能耗预测回归模型[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2015,47(05):707-711.
[3]陈焕新,刘江岩,胡云鹏,李冠男.大数据在空调领域的应用[J].制冷学报,2015,36(04):16-22.