【摘要】：在建筑設(shè)計過程中,需要對建筑是否達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷,通常會運(yùn)用模擬軟件進(jìn)行能耗模擬計算。要進(jìn)行建筑能耗模擬一般需要一整年與能耗相關(guān)氣象參數(shù)的逐時數(shù)據(jù),對于長期的氣象數(shù)據(jù)而言,它應(yīng)該具有典型性。南海地區(qū)大部分島礁屬于極端熱濕氣候區(qū),建筑物常年暴露在高溫、高濕和高鹽環(huán)境中,建筑耗能巨大,而當(dāng)?shù)貨]有可以用于建筑能耗模擬的氣象數(shù)據(jù),所以針對南海地區(qū)進(jìn)行典型氣象年生成方法的對比研究十分必要。首先,本文通過從NOAA和TRMM獲取南海地區(qū)氣象數(shù)據(jù),將所獲得的氣象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成可讀格式,通過機(jī)器學(xué)習(xí)使用隨機(jī)森林算法處理非線性回歸關(guān)系得到了精度較高的輻射預(yù)測模型,模型精度:訓(xùn)練數(shù)據(jù)0.963、測試數(shù)據(jù)0.743,用該模型補(bǔ)充了南海地區(qū)8個站點(diǎn)16年的總輻射數(shù)據(jù),并分析了南海地區(qū)的氣象特征,發(fā)現(xiàn)各島礁具有群島尺度的氣象規(guī)律。其次,本文針對南海地區(qū)數(shù)據(jù)較完整的7個站點(diǎn),分別運(yùn)用Sandia法、Danish法和Festa-Ratto法三種算法,使每個站點(diǎn)均得到三種典型氣象年生成結(jié)果。對每個站點(diǎn)的三種結(jié)果,通過評價指標(biāo)氣象參數(shù)(空氣溫度、露點(diǎn)溫度、風(fēng)速和水平日總輻射)月均值、標(biāo)準(zhǔn)差值和CDD差值的分析比較,進(jìn)行南海地區(qū)典型氣象年算法適應(yīng)性評估,綜合各指標(biāo)評價結(jié)果,發(fā)現(xiàn)Festa-Ratto算法較Sandia法和Danish法而言考慮較全面,是生成南海地區(qū)典型氣象年的適用算法。最后,本文對輻射逐時化模型和常規(guī)氣象參數(shù)逐時化方法進(jìn)行分析,選用CPR統(tǒng)計模型對總輻射數(shù)據(jù)進(jìn)行逐時化,選用Gompertz函數(shù)進(jìn)行直散分離,選用三次樣條插值法對其他數(shù)據(jù)進(jìn)行逐時化。通過Python語言,分別對C-PR統(tǒng)計模型、Gompertz函數(shù)模型和三次樣條插值法的編寫程序,將所選的典型氣象年數(shù)據(jù)批量處理,實(shí)現(xiàn)各氣象數(shù)據(jù)的逐時化并分析逐時化數(shù)據(jù)特征。分別用三沙市、馬尼拉對照組和太平島、斯里巴加灣對照組進(jìn)行氣象參數(shù)分析和能耗模擬,發(fā)現(xiàn)兩組對照組中典型氣象年的代表性氣象參數(shù)數(shù)據(jù)差別均較大,并且建筑全年總能耗與空調(diào)負(fù)荷量差值也很大。因此,對于南海地區(qū)建筑能耗模擬的準(zhǔn)確性而言,本文中針對南海地區(qū)各站點(diǎn)挑選典型氣象年用于南海地區(qū)建筑能耗模擬,所做工作十分必要,優(yōu)于以往直接使用臨近站點(diǎn)數(shù)據(jù),建議南海地區(qū)今后可采用本文所生成典型氣象年數(shù)據(jù)進(jìn)行建筑能耗模擬。
【圖文】：

圖 2.2 NOAA 氣象數(shù)據(jù)示例資料來源：作者自繪2.2.2 TRMM 數(shù)據(jù)格式處理從 TRMM 云和地球輻射能量系統(tǒng)（CERES）獲取數(shù)據(jù)為 NC 格式，不可直接讀取。NC 格式全稱 NetCDF(networkCommonData Form)，即網(wǎng)絡(luò)通用數(shù)據(jù)格式。網(wǎng)絡(luò)通用數(shù)據(jù)格式是由美國大學(xué)大氣研究協(xié)會（UCAR)的 Unidata 項(xiàng)目科學(xué)

圖 2.1 NOAA 氣象數(shù)據(jù)讀取流程資料來源：作者自繪用 Notepad++打開讀取南海地區(qū) NOAA 數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)形式如圖 2.2，為三沙012 年 NOAA 數(shù)據(jù)起始部分截圖，其他站點(diǎn)和年份數(shù)據(jù)所包含氣象參數(shù)類別處一致。可以看出，NOAA 氣象數(shù)據(jù)包含的各項(xiàng)參數(shù)中，內(nèi)容較完整的有：（DIR）、風(fēng)速（SPD）、能見度（VSB）、空氣溫度（TEMP）、露點(diǎn)溫度（DEWP平面氣壓（SLP）、本站氣壓（STP），數(shù)據(jù)頻率均為逐 3 小時觀測，，即每
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU111.195;TU119

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2685126