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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 土木工程學系
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/71654
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DC 欄位值語言
dc.contributor.advisor陳柏翰(Po-Han Chen)
dc.contributor.authorYu-Rou Chenen
dc.contributor.author陳育柔zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-17T06:05:41Z-
dc.date.available2019-06-28
dc.date.copyright2019-01-21
dc.date.issued2018
dc.date.submitted2019-01-17
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dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/71654-
dc.description.abstract空調系統節能是綠建築節能中不容小覷的一部分,為達到理想的綠建築等級,空調設備配置的設計與選擇十分重要。然而,空調系統節能不易,以過往的人工設計及計算方式並無法精準的選擇各項設備的種類及數量,僅憑經驗或為了達到理想等級常導致成本過高,而形成不必要的浪費。
為解決此問題,達到同時考量節能與最低成本之目標,本研究運用鯨魚最佳化演算法,建立出空調節能成本最佳化系統,協助使用者在設備及節能技術的選擇及設計上更加精準並省時。此系統採用世界通用的美國綠建築標章LEED以及台灣綠建築標章EEWH作為理想分數之基準,在達到理想分數的前提下,以演算法搜尋出成本最低的空調設備配置,並以計算用電成本方式將能耗納入考量,
此外,本研究對鯨魚最佳化演算法以及能耗計算方式進行驗證,結果顯示鯨魚最佳化演算法與窮舉法相比,誤差僅1 %,然運算時間卻較窮舉法快66961倍。由此可知,鯨魚最佳化演算法於空調系統設計成本最佳化求解之效率佳且品質好。能耗計算方面,以EnergyPlus進行驗證,結果顯示本系統計算耗電量之方式與軟體模擬出之能耗差距為6~12%,效果尚可。
本研究亦開發清楚簡單的使用者介面以及輸出模式,使用者僅需輸入建築物基本資訊、空調需求及理想分數,即可於短時間之內輸出符合理想分數之最低成本空調系統配置,以作為設計參考之用。
zh_TW
dc.description.abstractThe electric power consumption of air-conditioning system occupies a large proportion of total consumption of a building. Therefore, a good design for the configuration of air-conditioning system takes an important part of saving energy. However, the budget is often the main consideration for most owners.
In order to take account of the energy saving and the cost of green buildings simultaneously, this research aims to develop a model for cost minimization design. In the model, EEWH, Taiwanese green building standards, and LEED, U.S. green building standards, are considered and The Whale Optimization Algorithm is applied to search the optimal solution. The model will find the configuration with the lowest cost in the premise of achieving the optimal score of EEWH or LEED.
This research verifies The Whale Optimization Algorithm and the calculation of energy consumption. The result shows that comparing The Whale Optimization Algorithm with The Exhaustive Method, the error is only 1%, and the speed is 66961 times that of The Exhaustive Method. It can be seen that the efficiency and accuracy of The Whale Optimization Algorithm is good enough. In the other part, the calculation of energy consumption is verified by EnergyPlus. The result shows that the error of the energy consumption calculation of the system is 6~12 %.
In addition, this research develops clear and simple user interface. Through this system, users can easily input basic building information, and get the output of the air-conditioning configuration with the lowest cost and achieving optimal score in a short time.
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-17T06:05:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2018
en
dc.description.tableofcontents誌謝 i
中文摘要 ii
Abstract iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 ix
第 1 章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 研究範圍與限制 3
1.4 研究架構與方法 4
第 2 章 文獻回顧 6
2.1 美國綠建築評估系統LEED 6
2.1.1 LEED v4 簡介 6
2.1.2 空調節能相關分數 7
2.2 台灣綠建築評估系統EEWH 9
2.2.1 EEWH簡介 10
2.2.2 空調節能指標 11
2.3 空調系統與設備 12
2.3.1 中央空調系統 12
2.3.2 空調設備 13
2.3.3 空調節能技術 16
2.3.4 空調節能相關研究 19
2.4 演算法相關文獻 20
2.4.1 最佳化演算法 20
2.4.2 鯨魚演算法 22
2.5 小結 25
第 3 章 系統開發 26
3.1 專家訪談 26
3.1.1 空調設計採節能標章之概況 26
3.1.2 空調節能技術 26
3.2 系統介紹 28
3.3 使用者介面 29
3.4 空調設備選擇模式 31
3.4.1 冰水主機 32
3.4.2 送風系統 32
3.4.3 冰水系統 32
3.4.4 冷卻水塔系統 33
3.4.5 節能技術 33
3.4.6 分數計算 34
3.4.6.1 EEWH 34
3.4.6.2 LEED 37
3.5 成本計算 39
3.6 鯨魚最佳化演算法設計 41
3.6.1 鯨魚最佳化演算法流程 41
3.6.2 參數設計與修正 46
3.6.2.1 最大迭代數測試 47
3.6.2.2 搜尋者數量測試 49
3.7 成果分析與比較 50
3.8 小結 53
第 4 章 案例研究與分析 54
4.1 案例概述 54
4.2 能耗模型 56
4.3 系統驗證 58
4.3.1 鯨魚最佳化演算法驗證 58
4.3.2 能耗計算驗證 60
4.3.2.1 空調模型建立 60
4.3.2.2 驗證結果 63
4.4 小結 66
第 5 章 結論與建議 67
5.1 結論 67
5.2 建議與後續研究 68
參考文獻 69
附錄一、設備資料庫 72
附錄二、詳細測試數據 79
dc.language.isozh-TW
dc.subject綠建築zh_TW
dc.subject空調節能zh_TW
dc.subject鯨魚最佳化演算法zh_TW
dc.subjectEnergyPluszh_TW
dc.subject成本最佳化zh_TW
dc.subjectCost Minimizationen
dc.subjectAir-Conditioning Systemen
dc.subjectThe Whale Optimizationen
dc.subjectEnergyPlusen
dc.subjectGreen Buildingen
dc.title應用鯨魚最佳化演算法於綠建築空調系統成本最佳化設計-以辦公廳為例zh_TW
dc.titleCost Minimization Design for Air-Conditioning Systems in Green Buildings Using Whale Optimization Algorithm-Taking Office Buildings for Exampleen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear107-1
dc.description.degree碩士
dc.contributor.oralexamcommittee張陸滿,詹瀅潔,黃鴻河
dc.subject.keyword綠建築,空調節能,鯨魚最佳化演算法,EnergyPlus,成本最佳化,zh_TW
dc.subject.keywordGreen Building,Air-Conditioning System,The Whale Optimization,EnergyPlus,Cost Minimization,en
dc.relation.page102
dc.identifier.doi10.6342/NTU201900110
dc.rights.note有償授權
dc.date.accepted2019-01-17
dc.contributor.author-college工學院zh_TW
dc.contributor.author-dept土木工程學研究所zh_TW
顯示於系所單位:土木工程學系

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