Podrobno

Forecasting global building internal heat gains to 2100 : an applied XGBoost model driven by shared socioeconomic pathways
ID Rodrigues, Eugenio (Avtor), ID Tinseth, Jaden (Avtor), ID Pajek, Luka (Avtor), ID Fernandes, Marco S. (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (24,30 MB)
MD5: 8D78DE593AF586930631D54FE53F0E8A
.pdfPDF - Priloga, prenos (29,42 MB)
MD5: 73D9C85B3CD2B354D7C94A5415617D37
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378778825013726 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
Accurate long-term building energy forecasting, essential for climate change mitigation, is often hindered by static internal heat gain assumptions that neglect dynamic socioeconomic shifts. This study addresses this gap in two distinct stages. First, we develop an XGBoost ensemble, leveraging real-world historical data and country-level indicators projected under five Shared Socioeconomic Pathways (SSPs), to forecast key internal heat gains—household sizes and energy intensities for major end-uses—globally through 2100. Validation against a hold-out set of historical data shows high performance metrics (global R2 ≥ 0.96), though interpretation requires caution due to data sparsity in some regions. Second, in an illustrative application, the generated dataset was integrated into building energy simulations for a prototype multi-apartment building across diverse locations. These simulations revealed that using dynamic, projected internal heat gains leads to substantial divergence from standard static assumptions: notably, up to 30 % higher energy demand in developing countries and up to 27 % lower demand in developed nations. These divergent outcomes fundamentally recompose the building’s energy balance, highlighting critical trade-offs between heating and cooling loads. This research exposes the limitations of using single, static values in international building codes and underscores the urgent need for context-specific, dynamic inputs. To this end, we provide an open dataset to support more robust future building energy analyses, inform the design of resilient, “future-proof” buildings, and enhance policy formulation.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:internal heat gains, shared socioeconomic pathways, building energy forecasting, XGBoost, energy policy
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FGG - Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2026
Št. strani:31 str.
Številčenje:Vol. 350, art. 116642
PID:20.500.12556/RUL-175829 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:620.9:69
ISSN pri članku:0378-7788
DOI:10.1016/j.enbuild.2025.116642 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:256510723 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:10.11.2025
Število ogledov:94
Število prenosov:78
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Energy and buildings
Skrajšan naslov:Energy build.
Založnik:Elsevier
ISSN:0378-7788
COBISS.SI-ID:25395200 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Izvleček:
Natančno dolgoročno napovedovanje porabe energije v stavbah, ki je bistveno za blaženje podnebnih sprememb, pogosto ovirajo statične predpostavke o notranjih toplotnih dobitkih, ki zanemarjajo dinamične družbeno-ekonomske premike. Ta študija to vrzel obravnava v dveh različnih fazah. Najprej razvijemo skupek XGBoost modela, ki izkorišča zgodovinske podatke iz resničnega sveta in kazalnike na ravni držav, predvidene v okviru petih skupnih družbeno-ekonomskih poti (SSP), za napoved ključnih notranjih toplotnih dobitkov – velikosti gospodinjstev in energetske intenzivnosti za glavne končne porabnike – po vsem svetu do leta 2100. Validacija glede na nabor zgodovinskih podatkov kaže visoke metrike učinkovitosti (globalni R2 ≥ 0,96), čeprav je pri interpretaciji potrebna previdnost zaradi redkosti podatkov v nekaterih regijah. Drugič, v ilustrativnem primeru je bil ustvarjeni nabor podatkov integriran v simulacije porabe energije v stav bah za prototip večstanovanjske stavbe na različnih lokacijah. Te simulacije so pokazale, da uporaba dinamičnih, predvidenih notranjih toplotnih dobitkov vodi do znatnega odstopanja od standardnih statičnih predpostavk: predvsem do 30 % večje povpraševanje po energiji v državah v razvoju in do 27 % manjše povpraševanje v razvitih državah. Ti različni rezultati bistveno spreminjajo energijsko bilanco stavbe in poudarjajo ključne kompromise med ogrevalnimi in hladilnimi obremenitvami. Ta raziskava razkriva omejitve uporabe posameznih, statičnih vrednosti v mednarodnih gradbenih predpisih in poudarja nujno potrebo po kontekstualno specifičnih, dinamičnih vhodnih podatkih. V ta namen zagotavljamo odprt nabor podatkov za podporo robustnejšim prihodnjim energetskim analizam stavb, ki bodo prispevale k načrtovanju odpornih, »na prihodnost pripravljenih« stavb in izboljšale oblikovanje politik.

Ključne besede:notranji toplotni dobitki, skupni socialno-ekonomski trendi, napovedovanje porabe energije v stavbah, XGBoost, energetska politika

Projekti

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0158
Naslov:Gradbene konstrukcije in gradbena fizika

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj