基于混合元启发式算法的零排放建筑窗户设计工具

设计零排放建筑(ZEB)涉及平衡众多复杂目标，传统方法难以应对。窗户构成建筑外墙开口和遮阳系统，在ZEB性能中占据重要位置，因其高热传导率和太阳辐射进入。本文提出一种新颖的仿真优化方法，用于窗户设计，具备实际应用价值。该方法采用混合元启发式算法，依赖规则和可更新的目录，实现设计流程的完全自动化，创建高度多样化的搜索空间，最小化偏见，并生成可供建筑师使用的详细解决方案。对十九个窗户变量进行优化（建筑师拥有设计灵活性），以减少住宅建筑的采暖、制冷需求和热不适。在三个西班牙气候区中进行测试。结果表明，所考虑的优化算法在质量和鲁棒性方面均显著优于基准遗传算法，且这些差异经统计检验证明具有显著性。此外，研究发现为ZEB设计提供了宝贵的见解，突显在温暖气候中减少制冷需求的挑战，并展示了自动可移动遮阳系统相较于固定解决方案的卓越效率。