基于遺傳算法的建筑節(jié)能多目標(biāo)優(yōu)化
本文選題:建筑節(jié)能 + 熱舒適��; 參考:《深圳大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:隨著能源危機(jī)與環(huán)境問題的日益凸顯,節(jié)約能源越來越受到全球的關(guān)注,成為世界環(huán)境發(fā)展的重要議題。一方面,建筑能耗是我國能源消耗的重要方面,同時(shí)建筑能耗的總量也在不斷上升,成為我國國民經(jīng)濟(jì)的巨大負(fù)擔(dān),所以,建筑節(jié)能工作刻不容緩。另一方面,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、生活水平的提高,我國的人居環(huán)境、辦公環(huán)境也都獲得了較大的改善,對室內(nèi)熱環(huán)境和室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求也更加嚴(yán)格。但是,建立好的室內(nèi)熱環(huán)境,又需要通過空調(diào)來實(shí)現(xiàn),從而使得建筑節(jié)能率降低。因此本文從既降低空調(diào)能耗又提高舒適度的觀念進(jìn)行研究和探索。本論文的研究方法及內(nèi)容如下:首先,通過閱讀建筑節(jié)能及熱舒適等相關(guān)文獻(xiàn),總結(jié)影響建筑能耗的主要因素,包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能、建筑體形系數(shù)、建筑朝向、圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能等。其中圍護(hù)結(jié)構(gòu)的性能是建筑節(jié)能的一個(gè)重要影響因素,也是人體與環(huán)境不停地進(jìn)行能量交換的影響熱舒適性較大的因素,建筑能耗與熱舒適的主要影響因素,因此,對建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的影響展開深入研究。第二,在理論研究和前人對建筑節(jié)能和熱舒適研究的基礎(chǔ)上,總結(jié)建筑能耗與圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間,熱舒適與圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間的函數(shù)關(guān)系�?紤]圍護(hù)成本的前提下,用遺傳算法進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化研究。第三,總結(jié)多目標(biāo)優(yōu)化理論和遺傳算法原理,選擇建筑外墻和外窗的傳熱系數(shù)作為優(yōu)化變量,以實(shí)現(xiàn)建筑能耗和圍護(hù)成本較低,熱舒適性較好為目標(biāo),建立優(yōu)化模型,并應(yīng)用MATLAB編制進(jìn)行優(yōu)化程序的編寫和優(yōu)化目的的實(shí)現(xiàn)。最后,以實(shí)際工程項(xiàng)目為依托,進(jìn)行優(yōu)化程序的實(shí)際應(yīng)用。選擇寒冷地區(qū)的一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行應(yīng)用程序分析,得出建筑設(shè)計(jì)中外墻和外窗的設(shè)計(jì)參考值,使得建筑耗熱量和圍護(hù)成本相對較低,而室內(nèi)熱舒適度相對較好。同樣的對夏熱冬暖地區(qū)的一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行分析,優(yōu)化,提供出使得耗電量和圍護(hù)成本較低,室內(nèi)熱舒適度較好的東、南、西、北外墻的傳熱系數(shù)設(shè)計(jì)參考值。
[Abstract]:With the increasingly prominent energy crisis and environmental problems, energy conservation has attracted more and more global attention and become an important topic of environmental development in the world.On the one hand, building energy consumption is an important aspect of energy consumption in China, at the same time, the total building energy consumption is also rising, become a huge burden of our national economy, therefore, building energy saving work is urgent.On the other hand, with the development of economy and the improvement of living standard, the living environment and office environment of our country have been greatly improved, and the requirements of indoor thermal environment and indoor air quality are more strict.However, the establishment of a good indoor thermal environment, but also through air conditioning to achieve, so as to reduce the building energy saving rate.Therefore, this paper from the air-conditioning energy consumption and improve the comfort of the concept of research and exploration.The research methods and contents of this thesis are as follows: firstly, by reading the related documents, such as building energy saving and thermal comfort, the main factors affecting building energy consumption are summarized, including the performance of enclosure structure, building shape coefficient, building orientation, etc.Performance of enclosure structure, etc.The performance of envelope structure is an important influence factor of building energy saving, and also the factor of energy exchange between human body and environment, and the main influence factor of building energy consumption and thermal comfort.The influence of building enclosure structure is studied deeply.Secondly, on the basis of theoretical research and previous researches on building energy conservation and thermal comfort, the functional relationship between building energy consumption and envelope structure, thermal comfort and enclosure structure is summarized.Considering the cost of enclosure, genetic algorithm is used to study multi-objective optimization.Thirdly, the multi-objective optimization theory and genetic algorithm principle are summarized, and the heat transfer coefficient of exterior wall and window is selected as the optimization variable. The optimization model is established with the goal of lower building energy consumption and better thermal comfort.The optimization program is compiled by MATLAB and the purpose of optimization is realized.Finally, based on the actual project, the practical application of optimization program is carried out.A project in cold area is selected for application program analysis, and the design reference value of exterior wall and exterior window in architectural design is obtained, which makes the cost of building heat consumption and enclosure relatively low, and the indoor thermal comfort is relatively good.In the same way, a project in hot summer and warm winter area is analyzed and optimized to provide the design reference value of heat transfer coefficient of east, south, west and north exterior walls, which makes power consumption and enclosure cost lower and indoor thermal comfort better.
【學(xué)位授予單位】:深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:TU201.5
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,本文編號:1748598
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