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随着我国办公建筑服务水平的逐渐提高,办公建筑室内环境参数标准也不断提高,为满足室内环境参数的高标准,建筑运行消耗了巨大的能耗。然而,由于建筑环境的舒适性是人对环境的主观感受,舒适的建筑环境并非越来越高或越来越严苛的标准。因此,办公建筑室内环境营造的重点,应从如何营造更高标准的室内环境转化为如何在保证舒适水平的前提下,尽可能降低运行能耗,实现可持续办公建筑环境。论文以办公建筑环境为研究对象,在研究了建筑使用者对室内环境各因素需求以及空调系统运行能耗的基础上,针对建筑室内热环境、室内空气品质与建筑空调系统运行能耗,实现了三者的动态优化以及建筑室内热环境与空气品质关键指标KPI(Key Performance Indicators)的智能控制,从而达到舒适与节能的目标。论文的主要研究工作如下:(1)建筑环境因素权重与舒适模型研究。提出了基于层次分析AHP(Analytic Hierarchy Process)的群组决策方法,根据建筑使用者的主观调查数据,定量确定影响建筑环境舒适的四个因素,即热环境、空气品质、光环境和声环境的权重。定性分析不同室外气象条件、不同房间功能以及不同建筑使用者行为的背景下,使用者对建筑环境各因素需求的差异和规律。根据办公建筑环境中热环境和空气品质的权重及其KPI,即空气温度、相对湿度和CO2浓度,建立办公建筑室内环境舒适模型。(2)建筑空调系统运行能耗影响因素与能耗模型研究。实现了基于室外气象参数、室内人员密度和建筑环境KPI的建筑空调系统运行能耗的定量准确模拟。分析了上述各参数对空调系统运行能耗的影响规律和相关性。以主要室外气象参数、室内人员密度和建筑环境KPI为输入参数,采用极限学习机ELM(Extreme Learning Machine)的预测方法,建立办公建筑空调系统运行能耗模型。(3)建筑环境KPI的多目标优化与唯一解决策研究。以建筑环境舒适模型和空调系统运行能耗模型为目标函数,根据室外气象参数和室内人员密度,采用带精英策略的非支配排序遗传算法NSGA-II(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II)的多目标优化方法动态优化室内空气温度、相对湿度和CO2浓度,求解出上述参数的Pareto最优解集。针对每个参数的多个Pareto最优解,采用模糊综合决策算法决策出每个参数的唯一解。将唯一解应用于建筑环境运行管理,不仅能够提高办公建筑环境舒适度,而且能够节约空调系统运行能耗。(4)建筑室内CO2浓度与室内温度的控制研究。以优化决策的CO2浓度与空气温度的唯一解作为建筑环境控制系统的最优设定值,分别研究了新风控制系统和温度控制系统的控制策略和控制方法。1)针对新风控制系统的纯滞后和非线性特性,以室内CO2浓度为被控参数,采用基于偏差积分的模糊控制策略调整新风送风量,实现对室内CO2浓度的控制。2)针对温度控制系统的大滞后、大惯性和参数时变的特点,提出了一种非参数预估算法及其应用方法,建立了基于在线非参数预估器的模糊自适应控制系统,实现对室内温度的控制。采用上述控制方法能够对室内CO2浓度和室内温度取得良好的控制效果。本文提出了营造舒适与节能建筑环境的动态调控方法,解决了建筑环境舒适与空调系统运行节能之间的矛盾,为办公建筑环境的运行调控提供了有效的策略和方法。