本發(fā)明涉及百葉窗，尤其涉及一種智能百葉系統(tǒng)及其調(diào)控方法。

背景技術(shù)：

1、高層疊合型大空間廠房是當(dāng)代結(jié)構(gòu)技術(shù)創(chuàng)新對(duì)高新制造業(yè)空間需求的設(shè)計(jì)響應(yīng)，也是社會(huì)發(fā)展的必然產(chǎn)物。這種新型工業(yè)建筑形態(tài)兼具大跨廠房、高層建筑兩種能耗較高建筑類型的空間特性，對(duì)工業(yè)建筑節(jié)能提出了新的挑戰(zhàn)。百葉窗作為一種建筑外遮陽構(gòu)件，兼顧調(diào)控室內(nèi)輻射和采光的功能，在高層疊合型大空間廠房的應(yīng)用上很有潛力。傳統(tǒng)的百葉窗依靠使用者手動(dòng)開關(guān)，缺乏便利性且難以平衡輻射和采光。隨著傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)和信息處理技術(shù)的飛躍發(fā)展，智慧家居理念開始走進(jìn)人們的日常生產(chǎn)和生活，智能百葉窗系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。對(duì)于開間和進(jìn)深都較大的高層疊合型大空間廠房來說，難以實(shí)時(shí)智能調(diào)控百葉窗的形態(tài)，保證廠房?jī)?nèi)部獲得充足、合適的光照和輻射，而為了平衡室內(nèi)輻射和采光，需要消耗大量能源保證室內(nèi)環(huán)境的舒適性。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，一般未針對(duì)室內(nèi)大范圍區(qū)域的多點(diǎn)光照進(jìn)行精確考量，且一般依賴室內(nèi)光照的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來實(shí)現(xiàn)對(duì)智能百葉的調(diào)控，但室內(nèi)光照傳感器容易受到各種物體遮擋影響，產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)要解決的技術(shù)問題

2、基于上述問題，本發(fā)明提供一種智能百葉系統(tǒng)及其調(diào)控方法，解決實(shí)時(shí)智能調(diào)控百葉窗的問題，從而平衡室內(nèi)輻射和采光，節(jié)省能耗。

3、(二)技術(shù)方案

4、基于上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種智能百葉系統(tǒng)的調(diào)控方法，包括以下步驟：

5、s1、建立建筑模型和百葉模型：建立建筑原始模型；建立下沿高度可變的參數(shù)化的百葉模型，通過構(gòu)造貝茲曲線的4個(gè)曲線參數(shù)控制葉片旋轉(zhuǎn)角度；將所述百葉模型應(yīng)用于所述建筑原始模型，得到新的建筑模型，所述建筑模型包括房間模型、窗戶模型和百葉模型；

6、s2、按室內(nèi)進(jìn)深方向設(shè)置多個(gè)室內(nèi)采光設(shè)計(jì)點(diǎn)，根據(jù)需求設(shè)定輻射強(qiáng)度、采光系數(shù)以及室內(nèi)多點(diǎn)照度的尋優(yōu)方向；

7、s3、聯(lián)網(wǎng)獲取實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)，得到實(shí)時(shí)epw氣象文件；

8、s4、根據(jù)所述實(shí)時(shí)epw氣象文件、建筑模型和百葉模型，基于輻射強(qiáng)度、采光系數(shù)以及室內(nèi)多點(diǎn)照度模擬對(duì)百葉下沿高度和葉片旋轉(zhuǎn)角度以設(shè)定的所述尋優(yōu)方向進(jìn)行尋優(yōu)，得到所述下沿高度和4個(gè)曲線參數(shù)的最優(yōu)解；包括：

9、s41、輻射強(qiáng)度模擬：讀取所述實(shí)時(shí)epw氣象文件，設(shè)定模擬時(shí)間，生成天空矩陣，基于所述建筑模型和百葉模型使用太陽輻射模擬運(yùn)算器進(jìn)行太陽輻射強(qiáng)度模擬，輸出測(cè)網(wǎng)上的多點(diǎn)太陽輻射強(qiáng)度后，計(jì)算平均輻射強(qiáng)度；

10、s42、采光系數(shù)模擬：建立模擬模型，根據(jù)所述模擬模型生成基于室內(nèi)地面的測(cè)網(wǎng)，將測(cè)網(wǎng)應(yīng)用于所述模擬模型，進(jìn)行模擬模型的室內(nèi)采光系數(shù)模擬，輸出測(cè)網(wǎng)上的多點(diǎn)采光系數(shù)后，計(jì)算平均采光系數(shù)；

11、s43、室內(nèi)照度模擬：建立模擬模型，讀取所述實(shí)時(shí)epw氣象文件，設(shè)定模擬時(shí)間，生成天空對(duì)象，生成以多個(gè)室內(nèi)采光設(shè)計(jì)點(diǎn)為目標(biāo)測(cè)點(diǎn)的測(cè)網(wǎng)，將測(cè)網(wǎng)應(yīng)用于所述模擬模型，進(jìn)行模擬模型的室內(nèi)采光系數(shù)模擬，獲取多個(gè)室內(nèi)采光設(shè)計(jì)點(diǎn)的照度，計(jì)算所述多個(gè)室內(nèi)采光設(shè)計(jì)點(diǎn)的照度與目標(biāo)照度的差值，計(jì)算并輸出差值的絕對(duì)值，得到多點(diǎn)照度差值；

12、s44、多目標(biāo)尋優(yōu)：將所述下沿高度和4個(gè)曲線參數(shù)接入多目標(biāo)尋優(yōu)運(yùn)算器的輸入口；將模擬運(yùn)算得出的所述平均輻射強(qiáng)度、平均采光系數(shù)、多點(diǎn)照度差值接入多目標(biāo)尋優(yōu)運(yùn)算器的目標(biāo)接口，通過所述多目標(biāo)尋優(yōu)運(yùn)算器以設(shè)定的所述尋優(yōu)方向運(yùn)行多目標(biāo)尋優(yōu)，進(jìn)行多次循環(huán)、迭代，生成最優(yōu)解集，使用破解運(yùn)算器輸出最優(yōu)解；

13、s5、根據(jù)所述下沿高度和4個(gè)曲線參數(shù)的最優(yōu)解調(diào)控百葉窗。

14、進(jìn)一步的，s1中，所述建筑原始模型依據(jù)建筑圖紙和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果建立，所述建筑原始模型包括墻面、樓板和窗戶；所述百葉模型的建立包括：設(shè)定百葉窗的下沿高度，依據(jù)基礎(chǔ)線和百葉窗的下沿高度生成葉片，再根據(jù)葉片高度數(shù)列移動(dòng)復(fù)制多個(gè)葉片，形成下沿高度可變的參數(shù)化的百葉模型。

15、進(jìn)一步的，s1中，所述通過構(gòu)造貝茲曲線的4個(gè)曲線參數(shù)控制葉片旋轉(zhuǎn)角度包括：依據(jù)4個(gè)參數(shù)構(gòu)造貝茲曲線，求出單位間距中葉片yz平面與貝茲曲線的交點(diǎn)，以所述交點(diǎn)的y坐標(biāo)乘以90度，作為百葉窗從上到下各葉片的旋轉(zhuǎn)角度，按照所述旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)各葉片。

16、進(jìn)一步的，s2中，所述尋優(yōu)方向包括：平均采光系數(shù)最大，春、夏、秋季的平均輻射強(qiáng)度最小，冬季的平均輻射強(qiáng)度最大，所述多個(gè)室內(nèi)采光設(shè)計(jì)點(diǎn)的照度與目標(biāo)照度的差值最小。

17、進(jìn)一步的，所述s3包括：

18、s31、以固定時(shí)間間隔觸發(fā)一次從國(guó)家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)站實(shí)時(shí)獲取氣象數(shù)據(jù)，并抓取當(dāng)前時(shí)間，用于設(shè)置替換時(shí)間；

19、s32、讀取原始epw氣象數(shù)據(jù)，在設(shè)置的所述替換時(shí)間，以實(shí)時(shí)獲取的氣象數(shù)據(jù)替換原始epw氣象文件中的對(duì)應(yīng)部分；

20、s33、替換后，創(chuàng)建修改后的epw對(duì)象，并重寫epw文件，得到實(shí)時(shí)epw氣象文件。

21、進(jìn)一步的，所述固定時(shí)間間隔為15分鐘。

22、進(jìn)一步的，s42和s43中，所述建立模擬模型包括：基于所述房間模型生成房間，基于所述窗戶模型生成窗戶，基于所述百葉模型生成遮陽構(gòu)件，將窗戶應(yīng)用于房間，整合房間與遮陽構(gòu)件，建立模擬模型。

23、進(jìn)一步的，s44中，所述將模擬運(yùn)算得出的所述平均輻射強(qiáng)度、平均采光系數(shù)、多點(diǎn)照度差值接入多目標(biāo)尋優(yōu)運(yùn)算器的目標(biāo)接口，通過所述多目標(biāo)尋優(yōu)運(yùn)算器以設(shè)定的所述尋優(yōu)方向運(yùn)行多目標(biāo)尋優(yōu)，包括：將模擬運(yùn)算得出的所述平均輻射強(qiáng)度的冪運(yùn)算結(jié)果、所述平均采光系數(shù)的倒數(shù)運(yùn)算結(jié)果和所述多點(diǎn)照度差值接入多目標(biāo)尋優(yōu)運(yùn)算器的目標(biāo)接口；以所述目標(biāo)接口的值的最小值為尋優(yōu)方向，通過所述多目標(biāo)尋優(yōu)運(yùn)算器自動(dòng)進(jìn)行多目標(biāo)尋優(yōu)。

24、進(jìn)一步的，所述冪運(yùn)算的指數(shù)在春、夏、秋季節(jié)時(shí)為+1，在冬季時(shí)為-1。

25、本發(fā)明還公開了一種智能百葉系統(tǒng)，包括：

26、至少一個(gè)處理器；以及與所述處理器通信連接的至少一個(gè)存儲(chǔ)器，其中：

27、所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述處理器執(zhí)行的程序指令，所述處理器調(diào)用所述程序指令能夠執(zhí)行所述的調(diào)控方法。

28、(三)有益效果

29、本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：

30、(1)本發(fā)明針對(duì)目前新興的高層疊合型大空間廠房的大空間進(jìn)行開發(fā)，依托rhino-grasshopper集成參數(shù)化平臺(tái)，調(diào)用ladybug插件和各類輸入、判定、變動(dòng)及生成運(yùn)算器，基于實(shí)時(shí)氣象文件和室內(nèi)采光輻射要求對(duì)百葉下沿高度和葉片旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行模擬尋優(yōu)，并通過電機(jī)控制百葉達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，從而為高層疊合型大空間廠房提供優(yōu)良的光照和輻射環(huán)境；實(shí)現(xiàn)了針對(duì)不同季節(jié)、不同天氣條件下的對(duì)輻射強(qiáng)度、采光系數(shù)、多點(diǎn)照度三個(gè)環(huán)境指標(biāo)的同時(shí)優(yōu)化，從而通過高效的輻射、照度控制，最大程度提升室內(nèi)熱舒適性、光環(huán)境，有利于提高調(diào)控便利性，降低能耗，提高廠房的整體運(yùn)行效率，保障使用人員的健康；

31、(2)本發(fā)明的百葉窗為全葉片可調(diào)設(shè)計(jì)，針對(duì)室內(nèi)不同位置采光的區(qū)別化要求，分別設(shè)置目標(biāo)，并通過尋優(yōu)使得室內(nèi)各采光設(shè)計(jì)點(diǎn)的照度盡可能接近采光目標(biāo)，可滿足室內(nèi)多點(diǎn)區(qū)別化的采光需求，為特殊使用人員或者特殊使用場(chǎng)景提供類定制化的自然光環(huán)境；

32、(3)本發(fā)明的百葉窗通過實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)獲取最新氣象數(shù)據(jù)條件進(jìn)行模擬，無需使用傳感器探測(cè)環(huán)境狀況，因此可避免傳感器的遮擋等問題，從而提高模擬準(zhǔn)確度，使得室內(nèi)熱舒適性、光環(huán)境更好。