零能耗居住建筑多目标优化设计方法研究

吴伟东著的《零能耗居住建筑多目标优化设计方 法研究》从宏观层面对国内外零能耗建筑状况和发展 脉络进行了梳理，从微观层面对零能耗居住建筑的优 化设计方法进行了具体的研究和探索，全面具体地分 析和呈现了针对零能耗建筑这一建筑新模式的起源、 发展、概念界定及优化技术等相关理论与方法，这对 于统计和分析零能耗建筑具有重要的文献价值，为我 国建设绿色生态城市及改善人居环境提供了一定的参 考价值。 本书可供建筑学专业方面的研究者、从事城市建 设及能源研究的人员和相关机构，以及对此方面感兴 趣的读者阅读参考。

吴伟东（1976—），男，黑龙江哈尔滨人，天津大学建筑学博士，副教授，现就职于安徽科技学院。中国建筑学会会员。研究方向：绿色建筑设计及其理论、零能耗建筑设计及其理论、建筑节能，发表论文近30余篇。

1 绪论 1.1 研究背景与目的 1.1.1 研究背景 1.1.2 研究目的 1.2 国内外研究现状及发展动态 1.2.1 ZEB建筑相关研究 1.2.2 ZEB建筑优化研究 1.2.3 ZEB建筑能量分析理论与方法 1.2.4 ZEB建筑评价模式理论与方法 1.2.5 多目标优化理论与方法 1.2.6 总结 1.3 研究内容 1.4 研究方法和技术路线 1.4.1 研究方法 1.4.2 技术路线 1.5 创新点 2 典型房理论模型构建研究 2.1 基于相似理论的典型房理论模型构建 2.1.1 相似理论 2.1.2 基于相似理论的简化模型构建 2.2 原型基本边界条件统计与分析 2.2.1 典型户型几何模型的选取 2.2.2 典型户型围护结构的选取 2.2.3 用能方式 2.3 基于相似理论简化模型的构建与应用 2.3.1 物理边界条件 2.3.2 “九宫格”分析方法 2.3.3 典型相似模型建立 2.3.4 相似度分析 2.4 简化模型的独户与集合式各类模式的能耗关系 2.5 本章小结 3 零能耗建筑实现技术途径与运行模式研究 3.1 ZEB建筑实现技术途径研究 3.1.1 ZEB建筑与一般节能建筑的区别 3.1.2 高能效建筑 3.1.3 国内外建筑节能策略差异 3.2 基于能量平衡的ZEB建筑运行模式 3.2.1 nZEB建筑理论模型构建 3.2.2 NZEB建筑理论模型构建 3.2.3 AZEB建筑理论模型构建 3.3 本章小结 4 寿命期能量与成本数学模型构建研究 4.1 基于寿命期节能量的分析理论与评价 4.1.1 基本原理 4.1.2 基于炯分析模式下的LCE方法模型建构 4.1.3 寿命期节能量分析基本数学理论模型构建 4.2 基于寿命期节能收益成本的LCC分析理论 4.2.1 基本原理 4.2.2 基于能量分析的LCC理论模型建构 4.2.3 ELCC基本数学模型 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 4.3.1 ELCE数据统计分析 4.3.2 ELCC数据统计分析 4.3.3 能量与成本数学模型分析数据库 4.4 本章小结 5 多目标优化设计研究 5.1 多目标优化的设计原理 5.2 基于寿命期能耗与成本的ZEB多目标优化模型构建 5.2.1 基于实值编码的NSGAⅡ理论模型构建 5.2.2 基于寿命期能耗平衡的目标函数理论模型 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 5.2.4 关于变量取法问题 5.3 基于典型房ZEB建筑实现途径的多目标优化研究 5.3.1 基于典型房的能量平衡目标子函数构建 5.3.2 基于典型房的成本目标子函数构建 5.3.3 各工况模式的多目标优化主函数模型构建 5.4 优化结果讨论 5.4.1 方法有效性验证 5.4.2 优化结果取值 5.4.3 最优方案的选取与解的应用 5.5 本章小结 6 零能耗建筑评价技术研究 6.1 ZEB评价体系概述 6.1.1 国内外评价体系研究 6.1.2 评价方法的确定 6.2 评价方法模型的建立 6.2.1 熵权法理论模型 6.2.2 灰色关联度方法的理论模型 6.2.3 综合评价应用工作框架 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 6.3.1 基于Pareto空间特征解炯分析的改进熵权评价法 6.3.2 基于典型房的Pareto空间特征解的分析 6.3.3 综合特征值的改进熵权评价 6.3.4 结果总结与验证 6.4 本章小结 7 零能耗太阳能居住建筑实验室建设研究 7.1 实验室综合能源系统设计 7.1.1 ZEB实验室建设概述 7.1.2 多目标优化设计 7.1.3 多能源系统设计 7.2 实验监测系统设计 7.2.1 地源热泵监测系统 7.2.2 建筑综合测控构建 7.3 实验室建造与运行 7.4 本章小结 8 总结与展望 8.1 总结 8.2 对今后研究工作的展望 参考文献 附录：研究数据 附录一：户型样本调研统计表 附录二：实际工程基本资料调研表（52栋住宅楼） 附录三：典型户型围护结构基本仿真模拟参数设置表 附录四：能耗对比分析表 附录五：10类户型能耗值（kWh） 附录六：3单元4层能耗值（kWh） 附录七：围护结构选型与能耗数据表 附录八：住宅区用电量统计表 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） 附录十：基本设备耗电量核算 附录十一：实验房多目标优化结果数据 附录十二：Equest仿真模拟 附录十三：PVsyst模拟实验室发电量表 附录十四：相变储能材料使用前后测温记录 致谢