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通过考虑建筑物的能源性能、采光和隐私性来对窗户的位置和设计进行数学优化

DOI：10.1108/SASBE-11-2017-0070 期刊：Smart and Sustainable Built Environment 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:21
摘要： 目的——中东和北非（MENA）地区以夏季极端气候条件著称。建筑设计的可持续性关键取决于其开窗设计。本文旨在探索建筑立面窗户设计与布局问题，通过优化该地区相关的多项指标（包括太阳得热、隐私?；?、自然采光及安装成本）来实现目标。 设计/方法/途径——针对MENA地区住宅需求提出多目标优化问题。鉴于存在需要权衡的冲突目标，采用字典序优化法。为呈现帕累托曲线，运用基于ε-约束法的双目标分析。 研究发现——帕累托最优解揭示了问题的冲突本质。根据字典序优化中优先考虑的指标不同，建筑立面窗户位置会相应改变。双目标分析表明需平衡自然采光系数与隐私?；?、太阳得热及安装成本等各指标的关系。对MENA三大城市的分析进一步凸显：当地气候条件差异会导致生成不同的设计方案。 原创性/价值——本研究提出创新数学优化模型，专注于为MENA地区住宅建筑立面窗户生成可持续的设计与布局方案。该模型通过自动化支持工具为设计师提供指导，输出优化后的窗户设计方案与布局，确保建筑设计的可持续性。
作者： Ahmed Hammad，Ali Akbarnezhad，Hanna Grzybowska，Peng Wu，Xiangyu Wang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为探索建筑立面窗户设计与布局问题，以优化对中东和北非地区（MENA）至关重要的多项标准，包括太阳得热、隐私?；ぁ⒆匀徊晒饧鞍沧俺杀?。

研究成果

该模型提出了一种自动化方法，用于优化建筑立面窗户位置的决策过程，并考虑多重目标。它揭示了隐私、太阳得热与日光系数之间的权衡关系，为建筑师确?？沙中ㄖ杓铺峁┝斯ぞ?。未来研究可探索其他建筑问题及建筑材料配比的优化。

研究不足

该模型的组合特性导致随着离散网格数量的增加而变得难以处理，需要在网格数量与求解时间之间取得平衡。该模型专为中东和北非地区的炎热气候设计，但可针对寒冷气候进行修改。

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