零能耗居住建筑多目标优化设计方法研究PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 研究背景与目的 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究目的 4

1.2 国内外研究现状及发展动态 4

1.2.1 ZEB建筑相关研究 4

1.2.2 ZEB建筑优化研究 14

1.2.3 ZEB建筑能量分析理论与方法 20

1.2.4 ZEB建筑评价模式理论与方法 21

1.2.5 多目标优化理论与方法 24

1.2.6 总结 27

1.3 研究内容 27

1.4 研究方法和技术路线 29

1.4.1 研究方法 29

1.4.2 技术路线 30

1.5 创新点 31

2典型房理论模型构建研究 32

2.1 基于相似理论的典型房理论模型构建 32

2.1.1 相似理论 32

2.1.2 基于相似理论的简化模型构建 34

2.2 原型基本边界条件统计与分析 35

2.2.1 典型户型几何模型的选取 35

2.2.2 典型户型围护结构的选取 39

2.2.3 用能方式 43

2.3 基于相似理论简化模型的构建与应用 45

2.3.1 物理边界条件 45

2.3.2 “九宫格”分析方法 46

2.3.3 典型相似模型建立 47

2.3.4 相似度分析 50

2.4 简化模型的独户与集合式各类模式的能耗关系 53

2.5 本章小结 55

3零能耗建筑实现技术途径与运行模式研究 58

3.1 ZEB建筑实现技术途径研究 58

3.1.1 ZEB建筑与一般节能建筑的区别 59

3.1.2 高能效建筑 62

3.1.3 国内外建筑节能策略差异 63

3.2 基于能量平衡的ZEB建筑运行模式 69

3.2.1 nZEB建筑理论模型构建 69

3.2.2 NZEB建筑理论模型构建 71

3.2.3 AZEB建筑理论模型构建 73

3.3 本章小结 73

4 寿命期能量与成本数学模型构建研究 75

4.1 基于寿命期节能量的分析理论与评价 75

4.1.1 基本原理 76

4.1.2 基于？分析模式下的LCE方法模型建构 77

4.1.3 寿命期节能量分析基本数学理论模型构建 80

4.2 基于寿命期节能收益成本的LCC分析理论 81

4.2.1 基本原理 81

4.2.2 基于能量分析的LCC理论模型建构 82

4.2.3 ELCC基本数学模型 84

4.3 基于典型房ZEB实现途径的能量与成本分析数据库构建 84

4.3.1 ELCE数据统计分析 84

4.3.2 ELCC数据统计分析 97

4.3.3 能量与成本数学模型分析数据库 102

4.4 本章小结 104

5多目标优化设计研究 106

5.1 多目标优化的设计原理 106

5.2 基于寿命期能耗与成本的ZEB多目标优化模型构建 110

5.2.1 基于实值编码的NSGAⅡ理论模型构建 110

5.2.2 基于寿命期能耗平衡的目标函数理论模型 115

5.2.3 基于寿命期节能收益成本的多目标理论模型的构建 115

5.2.4 关于变量取法问题 116

5.3 基于典型房ZEB建筑实现途径的多目标优化研究 116

5.3.1 基于典型房的能量平衡目标子函数构建 116

5.3.2 基于典型房的成本目标子函数构建 118

5.3.3 各工况模式的多目标优化主函数模型构建 119

5.4 优化结果讨论 120

5.4.1 方法有效性验证 120

5.4.2 优化结果取值 121

5.4.3 最优方案的选取与解的应用 124

5.5 本章小结 125

6零能耗建筑评价技术研究 127

6.1 ZEB评价体系概述 127

6.1.1 国内外评价体系研究 127

6.1.2 评价方法的确定 128

6.2 评价方法模型的建立 129

6.2.1 熵权法理论模型 129

6.2.2 灰色关联度方法的理论模型 130

6.2.3 综合评价应用工作框架 134

6.3 ZEB建筑能源供耗系统多目标优化方案的评价优选研究 134

6.3.1 基于Pareto空间特征解？分析的改进熵权评价法 135

6.3.2 基于典型房的Pareto空间特征解的分析 135

6.3.3 综合特征值的改进熵权评价 136

6.3.4 结果总结与验证 138

6.4 本章小结 139

7零能耗太阳能居住建筑实验室建设研究 141

7.1 实验室综合能源系统设计 141

7.1.1 ZEB实验室建设概述 141

7.1.2 多目标优化设计 141

7.1.3 多能源系统设计 144

7.2 实验监测系统设计 152

7.2.1 地源热泵监测系统 152

7.2.2 建筑综合测控构建 153

7.3 实验室建造与运行 156

7.4 本章小结 158

8总结与展望 159

8.1 总结 159

8.2 对今后研究工作的展望 161

参考文献 162

附录：研究数据 176

附录一：户型样本调研统计表 176

附录二：实际工程基本资料调研表（52栋住宅楼） 186

附录三：典型户型围护结构基本仿真模拟参数设置表 192

附录四：能耗对比分析表 194

附录五：10类户型能耗值（kWh） 195

附录六：3单元4层能耗值（kWh） 196

附录七：围护结构选型与能耗数据表 197

附录八：住宅区用电量统计表 198

附录九：基于实值编码的NSGAⅡ多目标优化求解Pareto解集（迭代100，种群50） 199

附录十：基本设备耗电量核算 206

附录十一：实验房多目标优化结果数据 207

附录十二：Equest仿真模拟 209

附录十三：PVsyst模拟实验室发电量表 214

附录十四：相变储能材料使用前后测温记录 215

致谢 241