Энергия, тепловой комфорт и качество внутреннего воздуха: обзор многокритериальной оптимизации

Зависимость от методов оптимизации для надежной оценки экологических и энергосберегающих решений в значительной степени обусловлена растущей необходимостью соблюдения международных энергетических политик. Однако многочисленные проблемы вытекают из принципиально конфликтующих целей для устойчивой застроенной среды, а именно максимизации теплового комфорта и качества внутреннего воздуха при минимизации энергопотребления, что формирует задачу многокритериальной оптимизации. В результате исследования, направленные на достижение многоаспектной оптимальности при проектировании и/или эксплуатации малоэнергетических зданий, за последние годы экспоненциально возросли. В данном исследовании критически рассматриваются последние работы по многокритериальной оптимизации, в которых энергопотребление, тепловой комфорт и качество внутреннего воздуха выступают конкурирующими целями. Проанализировав 82 записи за период 2013–2022 годов, основные дискуссии сосредоточены на часто исследуемых целевых функциях, переменных проектирования и показателях эффективности. Обзор также исследует последние тенденции в исследованиях, методы оптимизации, алгоритмы и инструменты, а также выявляет пробелы в знаниях и возможные направления будущих исследований. Результаты обзора показали, что большинство исследований использовали целостный подход, нацеленный на все три целевые функции, при этом наибольшая доля была проведена для офисных и жилых зданий. Наиболее часто исследуемыми переменными проектирования являются связанные с системами переменные, тогда как переменные, связанные со зданием и с пользователями, часто упускаются из виду. Наиболее широко используемым подходом к оптимизации является сопряжение инструментов моделирования и алгоритмов оптимизации, при этом наиболее часто применяются генетические алгоритмы. Эти выводы указывают на перспективную область для будущих исследований методологических подходов к оптимизации, которые, как ожидается, претерпят значительную трансформацию с быстрым развитием технологий искусственного интеллекта.