【摘要】：在當前能源緊張與環(huán)境污染日趨嚴重的大背景下,建筑能量與環(huán)境系統(tǒng)的高效控制與優(yōu)化策略受到學(xué)界的普遍重視。由于建筑能量與室內(nèi)環(huán)境是一類復(fù)雜的分布式參數(shù)系統(tǒng),目前建模方法主要依靠計算流體力學(xué)等工具迭代求解獲得,這給優(yōu)化策略的實現(xiàn)帶來困難。本文針對建筑能量與環(huán)境系統(tǒng)的特點,運用集成優(yōu)化基本原理,圍繞建筑能量與室內(nèi)環(huán)境的建模與優(yōu)化展開研究。主要內(nèi)容包括:(1)參考美國能源部開發(fā)的GenOpt軟件,自主開發(fā)針對建筑能量與環(huán)境系統(tǒng)的交互式集成優(yōu)化框架,該框架特點在于利用建筑能量與環(huán)境模擬工具和Matlab各自接口組成不同模塊,運用數(shù)據(jù)交互技術(shù)將建筑系統(tǒng)仿真中的多種分布式參數(shù)直接傳遞給優(yōu)化算法,使優(yōu)化策略能充分考慮空間分布對環(huán)境參數(shù)的影響。相比目前的建筑能量與環(huán)境優(yōu)化方法,交互式集成優(yōu)化框架具有通用性好、優(yōu)化精度高等優(yōu)點。(2)為驗證交互式集成框架在室內(nèi)環(huán)境參數(shù)優(yōu)化中的有效性,對典型公共建筑的室內(nèi)熱舒適度和通風(fēng)系統(tǒng)能耗進行建模與優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上,將上述方法與基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)驅(qū)動優(yōu)化方法做性能對比。結(jié)果顯示交互式集成優(yōu)化框架的優(yōu)化精度優(yōu)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,且具有通用性好、易于操作等特點。(3)為驗證交互式集成框架在建筑能量系統(tǒng)優(yōu)化中的有效性,分別運用交互式優(yōu)化框架、GenOpt以及數(shù)據(jù)驅(qū)動優(yōu)化方法對典型建筑能量系統(tǒng)的優(yōu)化問題展開對比研究。結(jié)果表明交互式集成優(yōu)化框架的優(yōu)化精度與通用優(yōu)化框架GenOpt相當,優(yōu)化速度上有明顯優(yōu)勢;相比于數(shù)據(jù)驅(qū)動優(yōu)化方法,交互式集成優(yōu)化框架的結(jié)果更精確,更適用于復(fù)雜建筑能量系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計問題的求解。(4)針對南京某實際住宅建筑案例,在建筑設(shè)計階段運用交互式集成優(yōu)化框架對其全生命周期成本、環(huán)境影響和室內(nèi)舒適度三個方面展開多目標優(yōu)化研究。運用四種主流多目標優(yōu)化算法,比較其在復(fù)雜建筑能量系統(tǒng)設(shè)計問題中的性能表現(xiàn),為上述交互式集成優(yōu)化框架的實際應(yīng)用提供有益參考。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU111;TU201.5

【參考文獻】

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本文編號：2533672