建筑環(huán)境性能模擬、評價和優(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,對國際上現(xiàn)有的建筑環(huán)境性能評價系統(tǒng)進行了全面深入的分析,指出了這些系統(tǒng)發(fā)展存在的問題和需要解決的共性科學(xué)問題,根據(jù)這些問題,首次對建筑環(huán)境性能模擬、評價與優(yōu)化方面進行了全方位的探索,內(nèi)容包括:針對以前對各種能源的環(huán)境性能只考慮運行過程的缺點,提出了分能源種類對建筑全壽命周期能耗及其環(huán)境影響進行模擬的思想和方法;針對各類評價系統(tǒng)對不同環(huán)境影響重要程度主觀確定和相互矛盾的問題,對建

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

3、立了以我國現(xiàn)階段統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的中國能源、建筑材料和部品的全壽命周期數(shù)據(jù)庫模型;在以上工作基礎(chǔ)上,建立了建筑環(huán)境性能模擬、評價和優(yōu)化系統(tǒng)框架模型,并以建筑圍護結(jié)構(gòu)和空調(diào)系統(tǒng)能耗的環(huán)境性能為重點,開發(fā)了原型軟件;最后,用工程實例演示了本文提出的建筑環(huán)境性能模擬、評價和優(yōu)化模型。建筑環(huán)境性能模擬是建筑環(huán)境性能評價和優(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)和消費過程中對環(huán)境的影響不一樣,

4、論文采用矩陣形式分能源種類對建筑的全壽命周期能耗及其環(huán)境影響進行了模擬。各種建筑環(huán)境影響的危害后果也不同,根據(jù)我國現(xiàn)階段的整體環(huán)境狀況和公眾對環(huán)境的認(rèn)識,論文采用基于技術(shù)和社會背景的分析以及專家問卷調(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,計算出各類環(huán)境影響相對于黑點的當(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)境性能評價是聯(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)理念進入操作層次的至關(guān)重要環(huán)節(jié)。任何事物的評價必須根據(jù)相應(yīng)的條件進行,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)實際發(fā)展?fàn)顩r對建筑環(huán)境性建筑環(huán)境性能模擬、評價和優(yōu)化研究能進行評價的方法,并以此定義了可以表示被評價建筑環(huán)境性能相對優(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,因此實際操作性不強,論文以環(huán)境性能指標(biāo)值為基礎(chǔ)對綠色建筑進行了定量的定義。最后,應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)原理確定了建

6、筑環(huán)境性能呈正態(tài)分布并進行了實例驗證,根據(jù)環(huán)境性能的實際分布狀態(tài)計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。
　　對建筑環(huán)境性能進行模擬和評價的最終目的就是對建筑環(huán)境性能進行優(yōu)化。論文指出了建筑環(huán)境性能優(yōu)化是一個組合優(yōu)化問題,提出了利用改進自適應(yīng)遺傳算法進行優(yōu)化的思路,并根據(jù)我國的實際情況給出了優(yōu)化的具體實施過程和對優(yōu)化效果進行了驗證。論文還以我國現(xiàn)階段統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立了中國能源、建筑材料和部品的全壽

7、命周期數(shù)據(jù)庫模型。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、評價和優(yōu)化系統(tǒng)框架模型,同時給出了系統(tǒng)軟件的流程圖,以建筑圍護結(jié)構(gòu)和空調(diào)系統(tǒng)能耗的環(huán)境性能為重點,開發(fā)了原型軟件,并用工程實例演示了論文提出的建筑環(huán)境性能模擬、評價和優(yōu)化模型。 論文首次對建筑環(huán)境性能模擬、評價與優(yōu)化方面進行了全方位的系統(tǒng)的探索,為制訂建筑環(huán)境性能評價標(biāo)準(zhǔn)和綠色建筑的設(shè)計、實施提供了科學(xué)基礎(chǔ),研究工作有助于推動綠色建筑朝著規(guī)范化和科學(xué)化方向發(fā)展,使得