开发一种决策支持工具，采用新颖的方法来评估生态墙的能源性能

《BUILDING AND ENVIRONMENT》：Development of a Decision-Support Tool for Assessing the Energy Performance of Living Walls Using a Novel Approach

建筑能耗优化与活墙系统设计研究通过整合气候、建筑参数及植物特性，开发了基于EnergyPlus和Envi-Met耦合模拟的决策支持工具"活墙计算器"，为提升建筑能源效率提供量化评估方法。

　　

H. Merve Yanardag Erdener | Ecem Edis

伊斯坦布尔技术大学建筑学院，土耳其伊斯坦布尔

摘要

气候变化引起的问题及其与建筑能源使用的关系，促使人们采取建筑上的预防措施。其中一种措施是将植被融入建筑物中。植被可以应用于屋顶或立面；在立面上，结合植物和生长介质层的生态墙系统为传统的绿色立面提供了一种替代方案。尽管生态墙具有节能潜力，但目前尚缺乏专门的模拟工具来评估带有外部生态墙的建筑的能源性能。此外，用户也缺乏评估各种建筑和生态墙相关变量如何影响整体能源性能的工具。因此，本研究旨在开发一个模型，以便快速评估生态墙对建筑能源效率的影响，通过分析生态墙与建筑物之间的相互作用（包括外墙、建筑布局、气候和朝向等参数）来填补这一空白。本文介绍了该模型的成果：一个基于综合数据库的决策支持模型和工具，用于评估关键参数（如气候区、朝向、楼层高度、U值以及植物的反照率、叶面积指数（LAI）和叶片透射率）对建筑能源性能的影响，这是一种创新的方法。在开发模型和数据库的过程中，通过EnergyPlus模拟结合Envi-Met软件对带有生态墙的建筑区域的微气候条件进行了分析。该工具支持年度和夏季期间的评估，并将建筑使用时长作为评估能源性能和生态墙影响的关键因素。

章节摘录

引言

近年来，气候变化的影响日益加剧，提高了全球对不可再生能源使用（尤其是化石燃料）负面影响的认识，特别是在建筑和城市环境方面。普遍认为，全球近三分之一的能源消耗来自建筑物，这凸显了提高该领域能源效率的紧迫性[1]。

在建筑物中使用植被提供了一种替代方案

决策支持模型和工具的设计——生态墙计算器

用于评估使用生态墙的相对效果的决策支持模型及其配套工具“生态墙计算器”是通过三个主要阶段开发的：(i) 通过文献回顾确定可能与能源消耗相关的设计变量；(ii) 通过运行模拟来验证这些变量的影响；(iii) 生成决策支持模型和工具以估算其效益。

建筑和生态墙变量对建筑能源消耗的影响

如2.2节所述进行的建筑能源模拟表明，所有考察的变量都会影响空间调节能源消耗（如2.3节所述）。因此，以下小节分别简要讨论了气候、建筑使用时长、生态墙朝向和高度、核心墙U值、围护结构热阻（WWR）以及植物特性对能源需求的影响，这些内容基于安塔利亚地区表现最佳的生态墙配置Veg_1。

结论

人们对建筑能源消耗日益关注，这凸显了创新和可持续设计策略的必要性。生态墙在提高能源性能方面具有巨大潜力。然而，由于缺乏标准化的计算方法，其应用受到限制。为了解决这一问题，本文提出了一种基于单向耦合方法的新决策支持模型。总结其关键创新点，该模型为简化决策过程提供了基础。

CRediT作者贡献声明

H. Merve Yanardag Erdener：撰写初稿、可视化处理、验证、项目管理、方法论设计、数据收集、数据分析、概念构建。

Ecem Edis：审阅与编辑、监督工作、方法论设计、概念构思。