Master’s thesis of Applied Science: Multi-objective solar building envelope design optimization

Multi-Objective Solar Building Envelope Design Optimization

Tác giả: Tharushi Imalka Samarasinghalage

Lĩnh vực: Khoa học Ứng dụng

Nội dung tài liệu:

Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển một khuôn khổ tối ưu hóa đa mục tiêu để thiết kế vỏ bao che công trình tích hợp quang điện mặt trời (BIPV). Mục tiêu chính là tối đa hóa việc sản sinh năng lượng vòng đời (LCE) và giảm thiểu chi phí vòng đời (LCC) bằng cách xem xét nhiều loại sản phẩm BIPV, các loại ứng dụng BIPV khác nhau và các đặc điểm của vỏ bao che công trình như các biến thiết kế. Nghiên cứu xác định các yếu tố quan trọng của thiết kế vỏ bao che BIPV, bao gồm các biến thiết kế, tiêu chí ra quyết định và các ràng buộc. Một thuật toán tối ưu hóa đa mục tiêu, Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II), được chọn để xử lý tính chất đa mục tiêu và thường mâu thuẫn của bài toán. Khuôn khổ được đề xuất tích hợp một bộ mô phỏng và một bộ tối ưu hóa để xử lý các khía cạnh khác nhau của quá trình thiết kế. Nghiên cứu cũng nhấn mạnh sự cần thiết phải tích hợp BIPV ngay từ giai đoạn thiết kế ban đầu của công trình để đạt được hiệu quả tối ưu và đáp ứng các mục tiêu bền vững.

Mục lục chi tiết:

• ABSTRACT
• CHAPTER 1: INTRODUCTION
  • 1.1 Research Background
  • 1.2 Research Questions
  • 1.3 Aims and Objectives of the study
  • 1.4 Scope of the study
  • 1.5 Significance of the research study
  • 1.6 Organization of the thesis
• CHAPTER 2: LITERATURE REVIEW
  • 2.1 Introduction
  • 2.2 Building Envelope design optimization
  • 2.3 BIPV Systems
  • 2.4 Building envelope design optimization for BIPV
  • 2.5 Optimization Algorithms
  • 2.6 Conceptual Framework
  • 2.7 Summary
• CHAPTER 3: RESEARCH METHODOLOGY
  • 3.1 Introduction
  • 3.2 Research Process
  • 3.3 Ethical Considerations
  • 3.4 Summary
• CHAPTER 4: COMPONENTS OF THE BIPV OPTIMIZATION FRAMEWORK
  • 4.1 Introduction
  • 4.2 Respondents profile
  • 4.3 Interview results
  • 4.4 Establishment of the construct parameters for different BIPV application types
  • 4.5 Summary
• CHAPTER 5: DEVELOPMENT OF THE OPTIMIZATION FRAMEWORK FOR BIPV DESIGN
  • 5.1 Introduction
  • 5.2 Development of the Framework Architecture
  • 5.3 Multi-Objective Optimization Algorithm – NSGA-II
  • 5.4 Programming Architecture of the Optimization Framework
  • 5.5 Programming Implementation
  • 5.6 Summary
• CHAPTER 6: TESTING AND VALIDATION OF THE FRAMEWORK
  • 6.1 Introduction
  • 6.2 Testing and validating the framework
  • 6.3 Discussions
  • 6.4 Summary
• CHAPTER 7: CONCLUSION
  • 7.1 Introduction
  • 7.2 Review of research objectives
  • 7.3 Summary of findings
  • 7.3 Future directions
  • 7.4 Summary
• Acknowledgement
• List of References
• Appendix 1 – Semi-structured interview guide