论文题目: 建筑环境性能模拟、评价和优化研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 供热,供燃气,通风及空调工程
作者: 喻李葵
导师: 张国强
关键词: 绿色建筑,建筑环境性能,全寿命周期评价,建筑集成设计,直接量化,基于技术背景评价法,模拟,优化
文献来源: 湖南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 论文以建筑整体为目标，从建筑的全寿命周期和多专业集成的角度，对国际上现有的建筑环境性能评价系统进行了全面深入的分析，指出了这些系统发展存在的问题和需要解决的共性科学问题，根据这些问题，首次对建筑环境性能模拟、评价与优化方面进行了全方位的探索，内容包括：针对以前对各种能源的环境性能只考虑运行过程的缺点，提出了分能源种类对建筑全寿命周期能耗及其环境影响进行模拟的思想和方法；针对各类评价系统对不同环境影响重要程度主观确定和相互矛盾的问题，对建筑的各类环境影响危害进行了基于技术和社会背景的分析以及专家问卷调查；针对现有评价系统不能科学地对各种环境影响进行量化的问题，提出了基于公共基本单位的建筑环境性能量化方法；针对各种评价系统存在的地域局限性问题，提出了基于技术背景的建筑环境性能评价方法；针对现有绿色建筑定义操作性不强的问题，提出了绿色建筑的量化定义和量化评价方法；以建筑环境性能量化评价为基础，提出了采用改进自适应遗传算法对建筑环境性能进行优化的思想并完成了具体的实施过程；建立了以我国现阶段统计数据为基础的中国能源、建筑材料和部品的全寿命周期数据库模型；在以上工作基础上，建立了建筑环境性能模拟、评价和优化系统框架模型，并以建筑围护结构和空调系统能耗的环境性能为重点，开发了原型软件；最后，用工程实例演示了本文提出的建筑环境性能模拟、评价和优化模型。建筑环境性能模拟是建筑环境性能评价和优化的基础，而建筑环境性能模拟必须以建筑全寿命周期能耗及其环境影响模拟为基础。由于各种能源在生产和消费过程中对环境的影响不一样，论文采用矩阵形式分能源种类对建筑的全寿命周期能耗及其环境影响进行了模拟。各种建筑环境影响的危害后果也不同，根据我国现阶段的整体环境状况和公众对环境的认识，论文采用基于技术和社会背景的分析以及专家问卷调查确定了需要 ·模拟的建筑环境影响种类和它们各自的权重系数，建立了可以形象地表示建筑环境影响危害的公共基本单位--黑点，计算出各类环境影响相对于黑点的当量系数，并由此提出了建筑环境性能直接集成式模拟新方法。建筑环境性能评价是联系建筑环境性能模拟和优化的纽带，是绿色建筑从哲学理念进入操作层次的至关重要环节。任何事物的评价必须根据相应的条件进行，由于世界各地的发展程度大不相同，因此论文提出了根据当地工程技术实际发展状况对建筑环境性建筑环境性能模拟、评价和优化研究能进行评价的方法，并以此定义了可以表示被评价建筑环境性能相对优劣程度的环境性能指标值。现有的绿色建筑概念属于定性定义，因此实际操作性不强，论文以环境性能指标值为基础对绿色建筑进行了定量的定义。最后，应用统计学原理确定了建筑环境性能呈正态分布并进行了实例验证，根据环境性能的实际分布状态计算出了绿色建筑的具体量化值，引申出系列可以直接表征环境性能的建筑概念。 对建筑环境性能进行模拟和评价的最终目的就是对建筑环境性能进行优化。论文指出了建筑环境性能优化是一个组合优化问题，提出了利用改进自适应遗传算法进行优化的思路，并根据我国的实际情况给出了优化的具体实施过程和对优化效果进行了验证。论文还以我国现阶段统计数据为基础建立了中国能源、建筑材料和部品的全寿命周期数据库模型。最后，在以上研究的基础上，论文建立了建筑环境性能模拟、评价和优化系统框架模型，同时给出了系统软件的流程图，以建筑围护结构和空调系统能耗的环境性能为重点，开发了原型软件，并用工程实例演示了论文提出的建筑环境性能模拟、评价和优化模型。 论文首次对建筑环境性能模拟、评价与优化方面进行了全方位的系统的探索，为制订建筑环境性能评价标准和绿色建筑的设计、实施提供了科学基础，研究工作有助于推动绿色建筑朝着规范化和科学化方向发展，使得绿色建筑真正具有实际可操作性，从而促进了建筑的可持续发展。关键词:绿色建筑;建筑环境性能;全寿命周期评价;建筑集成设计;直接量化;基于技术背景评价法;模拟;优化
论文目录:
摘要
Abstract
第1章 绪论
1．1 研究背景
1．1．1 可持续发展思想
1．1．2 建筑在全球可持续发展中的地位
1．2 建筑环境性能及其研究意义
1．2．1 建筑环境性能定义
1．2．2 建筑环境性能的特点
1．2．3 建筑环境性能研究的意义
1．3 研究现状和存在的问题
1．3．1 研究现状
1．3．2 存在的主要问题
1．4 本文研究的方法和内容
1．4．1 本文采用的研究方法
1．4．2 本文主要研究内容
第2章 建筑全寿命周期能耗模拟研究
2．1 建筑全寿命周期能耗
2．1．1 全寿命周期能耗定义
2．1．2 本文全寿命周期能耗模拟方法
2．2 建筑含能模拟计算
2．2．1 模拟内容和方法
2．2．2 具体计算过程
2．3 建筑用能模拟计算
2．3．1 负荷计算
2．3．2 主体能耗模拟
2．3．3 辅助能耗模拟
2．4 本章小结
第3章 建筑环境性能模拟研究
3．1 建筑环境性能模拟方法
3．1．1 模拟方法分析
3．1．2 本文提出的模拟方法
3．2 直接集成模拟法的基本研究
3．2．1 环境影响的分类和选取
3．2．2 权重系数的确定
3．2．3 各类环境影响当量值
3．2．4 环境影响公共基本单位
3．3 本章小结
第4章 建筑环境性能评价研究
4．1 建筑环境性能评价及其方法
4．1．1 建筑环境性能评价的意义及特点
4．1．2 等级化评价方法
4．1．3 本文提出的评价方法
4．2 根据技术背景进行评价的方法
4．2．1 根据技术背景进行评价的关键内容
4．2．2 根据技术背景进行评价方法的优点
4．3 对绿色建筑定义进行量化
4．3．1 绿色建筑的现有定义及其缺陷
4．3．2 本文提出的绿色建筑量化定义
4．3．3 “三同”建筑环境性能的分布形态
4．3．4 绿色建筑具体值的确定
4．3．5 建筑环境性能的形象描述
4．4 本章小结
第5章 建筑环境性能优化研究
5．1 建筑环境性能优化及其特点
5．1．1 建筑环境性能优化的数学模型
5．1．2 建筑环境性能优化的特点
5．2 组合问题优化特点与算法
5．2．1 组合问题优化特点
5．2．2 组合问题优化算法
5．3 基于 GA的建筑环境性能优化
5．3．1 GA基本理论
5．3．2 自适应 GA及其改进
5．3．3 算法设计与参数选择
5．3．4 算法效果验证
5．4 本章小结
第6章 基于面向对象方法的系统实现
6．1 面向对象的系统分析和设计
6．1．1 面向对象方法
6．1．2 面向对象的系统分析
6．1．3 面向对象的系统设计
6．2 全寿命周期数据库的建设
6．2．1 数据库技术选择
6．2．2 全寿命周期数据库建设过程
6．3 系统原型软件的开发
6．3．1 软件开发工具
6．3．2 系统原型软件结构
6．3．3 各子系统的开发
6．4 本章小结
第7章 工程应用分析
7．1 典型工程应用
7．1．1 工程介绍
7．1．2 环境性能模拟
7．1．3 环境性能评价
7．1．4 环境性能优化
7．2 常见 HVAC系统环境性能分析
7．2．1 常见冷源环境性能分析和比较
7．2．2 常见热源环境性能分析和比较
7．3 建筑构件环境性能研究
7．3．1 建筑构件环境性能的研究方法
7．3．2 建筑构件环境性能的影响因素
7．3．3 传热系数与建筑构件过程环境性能
7．4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间发表的学术论文
发布时间: 2005-04-04
参考文献
- [1].建筑能耗分析与决策方法及其在北京市应用研究[D]. 冯可梁.北京理工大学2014
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- [3].城市住区中住宅环境评估体系指导作用研究[D]. 王静.清华大学2006
- [4].绿色建筑水资源可持续利用理论与措施研究[D]. 王秀艳.南开大学2007
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