既有建筑绿色改造性能化设计与预测

第1章 导言

1.1 既有建筑绿色化改造研究的必要性

1.1.1 建筑行业能耗与碳排放现状

1.1.2 既有建筑节能减排潜力显著

1.1.3 既有建筑绿色改造需求紧迫

1.1.4 既有建筑绿色改造面临的问题

1.2 既有建筑改造的国内外研究现状

1.2.1 “更新保护”导向的建筑改造研究

1.2.2 “能效优化”导向的建筑改造研究

1.2.3 “成本控制”导向的建筑改造研究

1.2.4 “性能表现”导向的建筑模拟研究

1.2.5 既往研究的启示与局限

1.3 既有建筑绿色化改造的相关概念界定与研究范畴

1.3.1 概念界定

1.3.2 研究范畴

1.3.3 本书涉及物理量及其缩写

1.4 既有建筑绿色化改造研究的目标与意义

1.4.1 研究目标

1.4.2 研究意义

1.5 本书的研究内容及技术路线

1.5.1 研究内容

1.5.2 研究方法

1.5.3 技术路线

1.6 创新点

第2章 典型国家既有建筑改造法规、标准与工具

2.1 英国既有建筑改造设计相关法规、标准和工具

2.1.1 英国建筑法规L部分（BRUK，Part L）

2.1.2 英国国家计算方法（NCM）

2.1.3 英国评价标准（BREEAM UK Refurbishment）

2.1.4 模拟工具

2.2 美国既有建筑改造设计相关法规、标准和工具

2.2.1 美国能源政策法（EPAct）

2.2.2 美国建筑节能标准（ASHRAE 90）

2.2.3 美国评价标准（LEED EBOM）

2.2.4 模拟工具

2.3 德国既有建筑改造设计相关法规、标准和工具

2.3.1 德国建筑节能法规（EnEG）

2.3.2 德国建筑节能标准（EnEV和EnerPHit）

2.3.3 德国评价标准（DGNB）

2.3.4 模拟工具

2.4 中国既有建筑改造设计标准和认证工具

2.4.1 中国建筑节能政策法规

2.4.2 中国建筑节能标准

2.4.3 既有建筑改造绿色评价标准

2.4.4 模拟工具

2.5 既有建筑改造设计相关标准和工具的综合比较

2.5.1 设计标准对比——技术措施标准与性能标准

2.5.2 评价标准对比——风、光、热综合性能评价

2.5.3 模拟软件对比——工具筛选

2.6 小结

第3章 性能导向的绿色化改造设计影响因素与技术策略

3.1 既有建筑绿色化改造设计的影响因素

3.1.1 外部环境因素

3.1.2 建筑本体因素

3.1.3 经济效益因素

3.2 既有建筑绿色化改造设计的技术策略

3.2.1 形式策略

3.2.2 构造策略

3.2.3 系统策略

3.2.4 设备策略

3.3 小结

第4章 性能导向的既有建筑分类研究

4.1 寒冷地区典型居住建筑用能现状与实例解读

4.1.1 我国居住建筑发展现状

4.1.2 我国寒冷地区居住建筑用能分布

4.1.3 寒冷地区与类寒冷地区既有城镇住宅绿色化改造样本库

4.1.4 寒冷地区与类寒冷地区典型住宅实例剖析

4.2 寒冷地区典型公共建筑用能现状与实例解读

4.2.1 我国公共建筑发展现状

4.2.2 我国寒冷地区公共建筑用能分布

4.2.3 寒冷地区与类寒冷地区既有办公建筑绿色化改造样本库

4.2.4 寒冷地区与类寒冷地区典型办公建筑实例剖析

4.3 寒冷地区既有建筑绿色化改造性能分类

4.3.1 基于性能表现的分类依据与特点

4.3.2 基于性能表现的城镇住宅分类

4.3.3 基于性能表现的办公建筑分类

4.4 寒冷地区既有建筑绿色化改造措施选型

4.4.1 形式策略的措施筛选

4.4.2 构造策略的措施筛选

4.4.3 系统策略的措施筛选

4.4.4 设备策略的措施筛选

4.4.5 寒冷地区城镇住宅与办公建筑措施筛选

4.5 小结

第5章 耦合风、光、热环境的既有建筑绿色化改造设计方法

5.1 多因素耦合的绿色化改造设计方法

5.1.1 方法框架

5.1.2 基于模拟的性能诊断

5.1.3 耦合多因素的改造设计

5.1.4 多次试验的预测反馈

5.1.5 敏感度分析

5.2 多性能评价的绿色化改造指标筛选

5.2.1 风环境指标筛选

5.2.2 光环境指标筛选

5.2.3 热环境指标筛选

5.2.4 寒冷地区城镇住宅与办公建筑的多性能指标

5.3 绿色化改造设计的技术集成及参数设置

5.3.1 气象参数

5.3.2 PH OENICS风环境模拟

5.3.3 ECOTECT-Desktop Radiance-Daysim光环境模拟

5.3.4 DesignBuilder能耗模拟

5.3.5 可再生能源利用

5.3.6 碳排放计算

5.3.7 成本增量计算

5.4 小结

第6章 既有建筑绿色化改造单一目标敏感度预测分析

6.1 城镇住宅典型模型单一目标敏感度分析

6.1.1 寒冷地区城镇住宅模型的典型性分析

6.1.2 典型模型I：1966-1985年住宅

6.1.3 典型模型Ⅱ：1986-1995年住宅

6.1.4 典型模型Ⅲ：1996-2005年住宅

6.1.5 寒冷地区城镇住宅绿色化改造典型模型对比

6.2 办公建筑典型模型单一目标敏感度模拟

6.2.1 寒冷地区办公建筑模型的典型性分析

6.2.2 典型模型A：“重质结构-表皮主导-单元空间”

6.2.3 典型模型B：“重质结构-内部主导-开放空间”

6.2.4 典型模型C：“轻质结构-内部主导-开放空间”

6.2.5 典型模型D：“轻质结构-表皮主导-单元空间”

6.2.6 寒冷地区办公建筑绿色化改造典型模型对比

6.3 小结

第7章 既有建筑绿色化改造多目标综合优化预测模型

7.1 多目标优化的模型与分类

7.1.1 多目标优化

7.1.2 帕累托最优

7.2 多目标优化的算法与工具

7.2.1 遗传算法原理与框架

7.2.2 非支配精英遗传算法NSGA Ⅱ

7.2.3 DesignBuiler Optimisation综合优化模块

7.3 既有建筑绿色化改造多目标综合优化

7.3.1 构架建立

7.3.2 风、光环境提升优先——形式策略优先

7.3.3 碳排放与热舒适优化——构造、系统、设备优化

7.3.4 经济性平衡——增量成本计算

7.4 多目标综合优化实例分析——以典型模型工为例

7.4.1 风、光环境提升优先

7.4.2 碳排放与不舒适小时数优化

7.5 既有建筑绿色化改造“多目标优化”预测模型开发

7.5.1 预测模型界面

7.5.2 预测模型功能

7.5.3 预测模型应用

7.6 小结

第8章 结语

8.1 结论

8.2 后续研究

参考文献 2100433B

目前我国新建建筑增幅已趋向平稳，新建建筑与既有建筑改造同步推进逐渐成为绿色建筑发展的新常态。我国既有建筑存在量大面广、结构老化、设备陈旧、功能过时、舒适性差等问题。设计初期的既有建筑绿色化改造研究对实现建筑行业节能减排目标，提升使用者舒适度具有重要意义。针对建筑改造中欠缺设计阶段权衡判断和建筑性能量化分析的问题，本选题以寒冷地区既有居住建筑为研究对象，以性能模拟和多目标优化算法为主要技术手段，对设计阶段既有建筑的绿色化改造预测展开研究。通过国内外评价标准梳理、大量案例研究和建筑性能影响因素研究，提出既有建筑绿色化改造设计策略，建立耦合风、光、热环境的绿色化改造设计方法，构建以碳排放、舒适度和经济性为目标函数，以性能提升措施为决策变量，以遗传迭代数为约束条件的综合优化敏感度预测模型。旨在为既有建筑改造中策略措施的优选提供科学依据，同时为建筑形式创新提供设计逻辑

宏观预测和微观预测常常是相对而言的，在内容上和方法上是有截然区别的。例如在我国进行全国性的规划，以一个国家作为一个分析系统，则全国的情况、全球国家间的对比等就是宏观预测，而下面每个省的规划指标就可以视为微观的预测；如果进行的是省的规划，以一个省作为一个分析系统，则全省情况、全国省与省对比等就是宏观预测，而下属的市、县就是微观。宏观预测所涉及的内容包括国家宏观政策的影响、行业政策的影响，也包括分析系统内每一种通信业务的总的普及率/渗透率预测、各种业务占比（如数据业务上升）及发展趋势等。

微观预测所涉及的内容是分析系统中每个元素的分析预测，例如完成地市以上单位的规划时，包括用户密度图预测、小区或乡镇分区预测、分类用户预测、不同经济地位和层次用户的预测、设备总容量预测、业务量预测及子系统之间的业务流量、流向预测等。

内容简介

本书针对工程中较为常见的场地变形条件下埋地输液管道的力学响应问题，从数值计算、试验、裂纹扩展、失效预测等几个方面阐述了埋地管道力学性能的分析方法与结果，体现了埋地管道力学性能分析的系统化过程。分跨断层、砂土液化、不均匀变形等几种场地变形情况，重点介绍了结合ADINA软件的埋地弯管和直管有限元建模方法，计算方法包括了流固耦合、热力耦合、管土接触、多孔介质流固耦合、人工神经网络模型预测模型等。具体计算实例采用以实际软件操作为主的阐述方法，以便于所阐述技术方法的工程应用。该书可以作为防灾减灾工程与市政工程及其它相关专业研究生相关课程的教学参考书，并可供防灾减灾领域的科技人员参考。 2100433B