1.一种含相变材料多层窗结构的参数优化方法,其特征在于包括:使用预先建立的建筑负荷计算模型依据气象参数、建筑围护结构参数、以及人员设备运行参数计算得到建筑负荷数据;基于所述建筑负荷数据在瞬态系统仿真工具中构建含相变材料多层窗的基准动态仿真模型以及全生命周期碳排放评价函数,所述基准动态仿真模型包括:气象参数导入模块、优化参数设置模块、外表面对流换热系数处理模块、含相变材料多层窗模块、建筑负荷计算模块及碳排放计算模块,其中所述气象参数导入模块向外表面对流换热系数处理模块输出室外空气干球温度、风速;所述气象参数导入模块向所述建筑负荷计算模块输出室外空气干球温度、相对湿度、风速、太阳辐射;所述优化参数设置模块向所述含相变材料多层窗模块输出窗结构待优化参数;所述外表面对流换热系数处理模块向所述含相变材料多层窗模块输出外表面对流换热系数;所述含相变材料多层窗模块与所述建筑负荷计算模块和所述碳排放计算模块分别输出窗的传热系数、太阳得热系数、遮阳系数和尺寸;确定所述相变材料多层窗结构的初始数据,所述初始数据包括待优化参数及其优化范围和初始值;调用所述基准动态仿真模型以及全生命周期碳排放评价函数对所述初始数据进行模拟计算,并使用预设的优化算法对模拟计算结果进行寻优;将寻优后的结果作为所述基准动态仿真模型以及全生命周期碳排放评价函数的输入进行迭代模拟计算和寻优计算,直至满足迭代完成条件;输出满足迭代完成条件的寻优结果,作为优化完成参数。
2.根据权利要求1所述的含相变材料多层窗结构的参数优化方法,其中,所述使用预设的优化算法对模拟计算结果进行寻优的步骤包括:调用执行所述优化算法的优化程序,利用所述优化程序的设置界面获取所述基准动态仿真模型的路径、输入数据路径、输出数据路径以及优化变量,优化变量包括:参与寻优计算的所需参数的初始值、最小值、最大值及优化的最小间隔;由所述优化程序通过所述基准动态仿真模型的路径扫描基准动态仿真模型,通过所述输入数据路径获取输入数据;并将寻优计算结果以及中间数据存储至所述输出数据路径的文件中。
3.根据权利要求2所述的含相变材料多层窗结构的参数优化方法,其中,所述优化算法包括带惯性权重粒子群算法,其迭代公式为: ,在所述迭代公式中,X表示粒子的位置向量,d表示窗结构待优化参数维度,V表示粒子的速度向量,w表示惯性权重,c 1 和c 2 分别用于调整个体最优位置和全局最优位置步长,r 1 和r 2 是(0,1)中相互独立的随机数序列,p best,d 表示个体最优值,g best,d 表示全局最优值。
4.根据权利要求3所述的含相变材料多层窗结构的参数优化方法,其中,所述使用预设的优化算法对模拟计算结果进行寻优的步骤包括:初始化粒子群,随机生成所有粒子的位置向量和速度向量,用粒子的初始位置初始化粒子的单个最优位置p best,d ,用所有初始中对应适应度值的最佳位置初始化全局最优位置g best,d ;计算适应度值,对于每一个粒子,将对应的适应度值与粒子所经历的最优位置p best,d 对应的适应度值进行比较,如果新位置对应的适应度值较大,则更新局部最优值p best,d ;对每一个粒子,将对应的适应度值与全局最优位置g best,d 对应的适应度值进行比较,如果新位置对应的适应度值较大,则更新全局最优值g best,d ;根据所述迭代公式实时更新粒子速度和位置;调整惯性权重,根据预设的递减策略,逐渐减小惯性权重w;循环迭代,直至迭代计算满足所述迭代完成条件,输出得到最优解,所述迭代完成条件包括:迭代次数达到预设最大迭代次数或适应度值达到预设下限值。
5.根据权利要求4所述的含相变材料多层窗结构的参数优化方法,其中,所述递减策略的递减公式为: ,式中,w max 和w min 分别为初始和最终的惯性权重,iter为最大迭代次数。
6.根据权利要求4所述的含相变材料多层窗结构的参数优化方法,其中,所述适应度值的计算公式为: ,式中,P 1 ,P 2 为系统模拟的建筑负荷和建筑全生命周期中含相变材料多层窗相关碳排放,d表示窗结构参数维度,X i,1 、X i,2 、X i,3 …X i,d 为不同目标下的优化参数组合。
7.根据权利要求1所述的含相变材料多层窗结构的参数优化方法,其中,所述气象参数包括:室外空气干球温度、风速,相对湿度、太阳辐射;建筑负荷数据包括:供暖热负荷;所述待优化参数包括:相变潜热、相变外推始点温度、相变材料层厚度、空气间隔层厚度。
8.根据权利要求1所述的含相变材料多层窗结构的参数优化方法,其中,所述全生命周期碳排放评价函数用于计算所述多层窗结构全生命周期的碳排放量,计算公式为: ,式中,GHC LCA 为所述多层窗结构全生命周期的碳排放量,GHC WH 为所述多层窗结构在物化阶段的碳排放,GHC YX 为所述多层窗结构在运行阶段的碳排放,GHC CC 为所述多层窗结构在拆除回收阶段的碳排放。
9.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的含相变材料多层窗结构的参数优化方法的步骤。
10.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1至8中任一项所述的含相变材料多层窗结构的参数优化方法的步骤。