本文關鍵詞：基于遺傳算法的建筑節(jié)能集成優(yōu)化設計初探

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【摘要】：在能源危機與環(huán)境問題的大背景下,建筑能耗在能源消耗中占有較大比重,在我國隨著經濟的發(fā)展,建筑能耗比重會繼續(xù)提高,建筑節(jié)能形勢嚴峻。目前建筑節(jié)能設計過程中存在一些問題：設計過程中缺少整合集成的思維、節(jié)能設計在整個建筑設計過程中的滯后性等,因此解決這些問題,提高建筑節(jié)能設計效果刻不容緩。信息化技術的發(fā)展,為解決問題提供了新的方法與思路。本文在前人建筑節(jié)能集成設計研究的基礎上,基于遺傳算法對建筑節(jié)能集成優(yōu)化設計方法進行研究。通過閱讀建筑節(jié)能相關文獻著作,總結歸納出分布在建筑設計各階段,影響建筑節(jié)能的因素,包括地域氣候、建筑朝向與布局、建筑體形與開口、建筑材料與圍護結構性能、建筑技術措施與設備系統(tǒng)。在前人對建筑集成整合設計的基礎上,從設計策略與原則,設計階段與措施,設計流程與方法三個方面對建筑節(jié)能集成優(yōu)化設計方法進行了探討與研究。在初步形成新的建筑節(jié)能集成設計方法后,針對特定的建筑研究對象在建筑方案階段前期,對建筑節(jié)能集成設計進行進一步研究。劃分選擇建筑節(jié)能子目標為建筑能耗、自然采光與自然通風；選擇建筑能耗溫頻BIN法模型,自然采光平均采光系數ADF模型及自然通風自然壓帕差時數PDPH模型作為集成優(yōu)化設計預測模型及評價指標;然后將NSGA-II多目標遺傳算法與預測模型結合,確定優(yōu)化變量及約束條件；采用實數編碼策略及確定選擇、交叉重組、變異策略及最大進化代數作為終止條件；編寫出建筑節(jié)能集成優(yōu)化程序設計(IODPBEE):將建筑節(jié)能集成優(yōu)化程序設計(IODPBEE)用于廣州、成都、北京三個不同熱工分區(qū)的城市,分別設置使用條件,對建筑研究對象的優(yōu)化變量進行優(yōu)化計算;應用IBM SPSS Statistics21將優(yōu)化得到的數據進行統(tǒng)計分析,驗證建筑節(jié)能集成優(yōu)化程序設計(IODPBEE)的正確性；最后應用IODPBEE進行建筑節(jié)能集成優(yōu)化設計并分析。本文對建筑節(jié)能設計的影響因素進行總結分析,在現(xiàn)有建筑節(jié)能與集成設計方法的研究基礎上,把遺傳算法引入建筑節(jié)能集成設計中,系統(tǒng)地探索了在建筑設計全過程中基于遺傳算法的建筑節(jié)能集成優(yōu)化設計,并在建筑方案設計前期(即減少能量需求階段)針對特定建筑研究對象,首次應用NSGA-II多目標遺傳算法以建筑能耗、自然采光及自然通風為目標,應用預測模型進行集成設計,對基于遺傳算法的建筑節(jié)能集成優(yōu)化設計進行了深入地實質性研究。
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU201.5

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