基于系統(tǒng)優(yōu)化的高校體育館自然采光和通風(fēng)節(jié)能設(shè)計研究.pdf

1、隨著能源匱乏問題的日益嚴(yán)峻，與建筑節(jié)能相關(guān)的研究持續(xù)向縱深層面發(fā)展，成為了研究熱點并受到世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。目前建筑節(jié)能較多地采用笛卡爾思維方式的研究，即將建筑節(jié)能系統(tǒng)分解成若干要素，只是針對這些要素分別進(jìn)行研究，而忽視了各要素之間的相關(guān)性以及建筑節(jié)能系統(tǒng)的整體性。本文采用系統(tǒng)思維的方式對建筑節(jié)能進(jìn)行了研究，本著從整體出發(fā)的原則，利用建筑學(xué)、系統(tǒng)論和優(yōu)化論的相關(guān)理論和方法等對建筑節(jié)能系統(tǒng)進(jìn)行了構(gòu)建，并提出了建筑節(jié)能系統(tǒng)的優(yōu)化方法。本文

2、選擇了高校體育館作為研究載體，對建筑節(jié)能系統(tǒng)中自然化技術(shù)層級進(jìn)行了重點研究，旨在探討公共建筑的建筑節(jié)能系統(tǒng)達(dá)到整體最優(yōu)的設(shè)計觀念和設(shè)計方法。
　　由于采用笛卡爾思維對建筑節(jié)能進(jìn)行研究具有一定的局限性，因此本文首先進(jìn)行了思維范式的轉(zhuǎn)換，采用系統(tǒng)思維的方法，借鑒系統(tǒng)論中的相關(guān)原理，從建筑設(shè)計過程中提取與建筑節(jié)能相關(guān)的設(shè)計要素構(gòu)建了建筑節(jié)能系統(tǒng)，并建立了反映系統(tǒng)內(nèi)在結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，將多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的相關(guān)理論和方法引入到建筑節(jié)

3、能優(yōu)化設(shè)計當(dāng)中，提出了適合建筑節(jié)能系統(tǒng)優(yōu)化的并行子系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化法。
　　為了理清高校體育館的建筑能耗組成情況及其建筑節(jié)能的方向，本文隨后對高校體育館的本體特征與建筑能耗的關(guān)系進(jìn)行了分析，并利用計算機模擬技術(shù)對具有一定代表性的齊齊哈爾某高校體育館的建筑能耗進(jìn)行分析，明確了高校體育館的建筑節(jié)能重點應(yīng)在其比賽廳上。
　　在前面兩方面工作的基礎(chǔ)上，本文對高校體育館建筑節(jié)能系統(tǒng)中自然化技術(shù)層級所包含的自然采光和自然通風(fēng)兩個子系統(tǒng)進(jìn)行了

4、并行優(yōu)化設(shè)計。在優(yōu)化設(shè)計過程中，采用計算機模擬與針對難以抽象出合適數(shù)學(xué)模型的優(yōu)化問題的方案對比法相結(jié)合的方法，對自然采光和自然通風(fēng)兩個子系統(tǒng)的主要優(yōu)化變量進(jìn)行了定量分析，并求得各自的可行域。以此為依據(jù)，分別針對自然采光和自然通風(fēng)兩個子系統(tǒng)提出了優(yōu)化設(shè)計的基本對策和具體措施。
　　本文最后對高校體育館建筑節(jié)能系統(tǒng)中自然化技術(shù)所包含的自然采光和自然通風(fēng)兩個子系統(tǒng)進(jìn)行了協(xié)同優(yōu)化設(shè)計，求得了協(xié)同優(yōu)化的可行域，并利用計算機模擬的方法進(jìn)行了實