基于能耗模拟的被动房外墙保温厚度优化

为获得被动房外墙保温层厚度的最优解,建立了建筑全生命周期能耗、全生命周期碳排放、全生命周期总成本3个目标函数的数学模型。提出非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)与上述多个目标组合的分层优化方法,量化保温层厚度对目标结果的影响。利用上述方法,以夏热冬冷地区某被动式建筑为研究背景,进行建筑运行能耗仿真计算,得出单目标下的建筑最佳保温层厚度。随后利用NSGA-Ⅱ算法,优化生命周期能耗、生命周期碳排放这2个目标得到Pareto前端,在这一组非劣解集(Pareto解)中,对全生命周期总成本进行优化,得到多目标下的最佳保温层厚度为121 mm。研究结果为该地区被动房外墙保温层最佳厚度选择提供了分析方法和参考依据。

高速铁路上空安装光伏系统的节能潜力研究

高速铁路的运营需要大量电力供给,为缓解铁路电网压力,减少能源消耗,提出一种在高速铁路上方架设光伏组件的发电系统;对上述系统进行相关计算,量化全国设计时速超过200 km/h高速铁路线路的光伏发电潜力。研究结果表明,在中国太阳年辐射量大于1200 kWh/m^(2)的高速铁路线架设光伏系统,年发电量超过7×10^(4)GWh,接近三峡大坝的年发电量,能有效缓解铁路电网压力;时速350 km/h的列车全速运行时,其上方4.5 m处的光伏组件表面压强分布正/负极值为140 Pa/-225 Pa,风速极值为3.5 m/s,满足光伏组件最大风载荷极限值要求,高速铁路光伏系统节能减排效益显著,并具有投资的经济可行性。