建筑環(huán)境性能模擬、評(píng)價(jià)和優(yōu)化研究.pdf

1、論文以建筑整體為目標(biāo),從建筑的全壽命周期和多專業(yè)集成的角度,對(duì)國(guó)際上現(xiàn)有的建筑環(huán)境性能評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行了全面深入的分析,指出了這些系統(tǒng)發(fā)展存在的問(wèn)題和需要解決的共性科學(xué)問(wèn)題,根據(jù)這些問(wèn)題,首次對(duì)建筑環(huán)境性能模擬、評(píng)價(jià)與優(yōu)化方面進(jìn)行了全方位的探索,內(nèi)容包括:針對(duì)以前對(duì)各種能源的環(huán)境性能只考慮運(yùn)行過(guò)程的缺點(diǎn),提出了分能源種類對(duì)建筑全壽命周期能耗及其環(huán)境影響進(jìn)行模擬的思想和方法;針對(duì)各類評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)不同環(huán)境影響重要程度主觀確定和相互矛盾的問(wèn)題,對(duì)建

2、筑的各類環(huán)境影響危害進(jìn)行了基于技術(shù)和社會(huì)背景的分析以及專家問(wèn)卷調(diào)查;針對(duì)現(xiàn)有評(píng)價(jià)系統(tǒng)不能科學(xué)地對(duì)各種環(huán)境影響進(jìn)行量化的問(wèn)題,提出了基于公共基本單位的建筑環(huán)境性能量化方法;針對(duì)各種評(píng)價(jià)系統(tǒng)存在的地域局限性問(wèn)題,提出了基于技術(shù)背景的建筑環(huán)境性能評(píng)價(jià)方法;針對(duì)現(xiàn)有綠色建筑定義操作性不強(qiáng)的問(wèn)題,提出了綠色建筑的量化定義和量化評(píng)價(jià)方法;以建筑環(huán)境性能量化評(píng)價(jià)為基礎(chǔ),提出了采用改進(jìn)自適應(yīng)遺傳算法對(duì)建筑環(huán)境性能進(jìn)行優(yōu)化的思想并完成了具體的實(shí)施過(guò)程;建

3、立了以我國(guó)現(xiàn)階段統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的中國(guó)能源、建筑材料和部品的全壽命周期數(shù)據(jù)庫(kù)模型;在以上工作基礎(chǔ)上,建立了建筑環(huán)境性能模擬、評(píng)價(jià)和優(yōu)化系統(tǒng)框架模型,并以建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和空調(diào)系統(tǒng)能耗的環(huán)境性能為重點(diǎn),開(kāi)發(fā)了原型軟件;最后,用工程實(shí)例演示了本文提出的建筑環(huán)境性能模擬、評(píng)價(jià)和優(yōu)化模型。建筑環(huán)境性能模擬是建筑環(huán)境性能評(píng)價(jià)和優(yōu)化的基礎(chǔ),而建筑環(huán)境性能模擬必須以建筑全壽命周期能耗及其環(huán)境影響模擬為基礎(chǔ)。由于各種能源在生產(chǎn)和消費(fèi)過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響不一樣,

4、論文采用矩陣形式分能源種類對(duì)建筑的全壽命周期能耗及其環(huán)境影響進(jìn)行了模擬。各種建筑環(huán)境影響的危害后果也不同,根據(jù)我國(guó)現(xiàn)階段的整體環(huán)境狀況和公眾對(duì)環(huán)境的認(rèn)識(shí),論文采用基于技術(shù)和社會(huì)背景的分析以及專家問(wèn)卷調(diào)查確定了需要·模擬的建筑環(huán)境影響種類和它們各自的權(quán)重系數(shù),建立了可以形象地表示建筑環(huán)境影響危害的公共基本單位--黑點(diǎn),計(jì)算出各類環(huán)境影響相對(duì)于黑點(diǎn)的當(dāng)量系數(shù),并由此提出了建筑環(huán)境性能直接集成式模擬新方法。建筑環(huán)境性能評(píng)價(jià)是聯(lián)系建筑環(huán)境性能模

5、擬和優(yōu)化的紐帶,是綠色建筑從哲學(xué)理念進(jìn)入操作層次的至關(guān)重要環(huán)節(jié)。任何事物的評(píng)價(jià)必須根據(jù)相應(yīng)的條件進(jìn)行,由于世界各地的發(fā)展程度大不相同,因此論文提出了根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ碳夹g(shù)實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r對(duì)建筑環(huán)境性建筑環(huán)境性能模擬、評(píng)價(jià)和優(yōu)化研究能進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法,并以此定義了可以表示被評(píng)價(jià)建筑環(huán)境性能相對(duì)優(yōu)劣程度的環(huán)境性能指標(biāo)值。現(xiàn)有的綠色建筑概念屬于定性定義,因此實(shí)際操作性不強(qiáng),論文以環(huán)境性能指標(biāo)值為基礎(chǔ)對(duì)綠色建筑進(jìn)行了定量的定義。最后,應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理確定了建

6、筑環(huán)境性能呈正態(tài)分布并進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證,根據(jù)環(huán)境性能的實(shí)際分布狀態(tài)計(jì)算出了綠色建筑的具體量化值,引申出系列可以直接表征環(huán)境性能的建筑概念。
　　對(duì)建筑環(huán)境性能進(jìn)行模擬和評(píng)價(jià)的最終目的就是對(duì)建筑環(huán)境性能進(jìn)行優(yōu)化。論文指出了建筑環(huán)境性能優(yōu)化是一個(gè)組合優(yōu)化問(wèn)題,提出了利用改進(jìn)自適應(yīng)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化的思路,并根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況給出了優(yōu)化的具體實(shí)施過(guò)程和對(duì)優(yōu)化效果進(jìn)行了驗(yàn)證。論文還以我國(guó)現(xiàn)階段統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立了中國(guó)能源、建筑材料和部品的全壽

7、命周期數(shù)據(jù)庫(kù)模型。最后,在以上研究的基礎(chǔ)上,論文建立了建筑環(huán)境性能模擬、評(píng)價(jià)和優(yōu)化系統(tǒng)框架模型,同時(shí)給出了系統(tǒng)軟件的流程圖,以建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和空調(diào)系統(tǒng)能耗的環(huán)境性能為重點(diǎn),開(kāi)發(fā)了原型軟件,并用工程實(shí)例演示了論文提出的建筑環(huán)境性能模擬、評(píng)價(jià)和優(yōu)化模型。 論文首次對(duì)建筑環(huán)境性能模擬、評(píng)價(jià)與優(yōu)化方面進(jìn)行了全方位的系統(tǒng)的探索,為制訂建筑環(huán)境性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和綠色建筑的設(shè)計(jì)、實(shí)施提供了科學(xué)基礎(chǔ),研究工作有助于推動(dòng)綠色建筑朝著規(guī)范化和科學(xué)化方向發(fā)展,使得