OPTYMALIZACJA WIELOPOZIOMOWA I WIELOKRYTERIALNA OBIEKTÓW BUDOWLANYCH

Transkrypt

1 OPYMALIZACJA WIELOPOZIOMOWA I WIELOKYEIALNA OBIEKÓW BUDOWLANYCH GINOW Jolata Katedra Budowctwa Oóleo Przeysłoweo, Wydzał Iżyer Lądowej, Poltechka Krakowska MULICIEIAL AND MULILEVELED OPIMIZAION OF BUILDINGS he paper deals wth aalyss of atheatcal ad ecoocal crtera. the soluto procedure for the olear optzato wth bouds are ve. For the ecooc assesset soe of the dees are used. he costat, varable ad dscrete factors for the optzato are dscussed. SESZCZENIE Dla welu kryterów zadań optyalzacj podao krytera ateatycze, ekoocze. Dla ocey ateatyczej określoo waruk sposób rozwązaa zadań optyalzacj elowej z oraczea, dla ocey ekooczej podao ektóre wskaźk ekoocze. Określoe zostały paraetry stałe, zee dyskrete zadaa optyalzacj.. KYEIA OPYMALIZACJI Oszczędość eer do celów orzewaa poeszczeń, ośwetlea, cepłej wody użytkowej, produkcj aterałów czy choćby ch trasportu stała sę koeczoścą. Zejszee zużyca eer oża osąąć a drodze doboru odpowedeo p. źródła cepła, sposobu wytwarzaa eer, sposobu trasportu sterowaa eerą, odzysku urządzeń do odzysku cepła, kształtu obektu, wyarów wysokośc kodyacj, welkośc oporu cepleo przeród, wzajeeo usytuowaa tych przeród. Aby óc podjąć decyzję stosuje sę róże etody ocey p. wskaźk ekoocze, optyalzację ateatyczą.. ZADANIA NIELINIOWE OPYMALIZACJI. Sforułowae zadaa [] dla fukcj z oraczea: F f (, y) f ε ε AE - wektor zeych decyzyjych, y ε B E wektor zeych decyzyjych, Poszukujey : 96

2 Mu kosztu westycyjeo, F, Mu kosztu eksploatacyjeo, F, daa fukcja celu: f(, y) f(, y), y zee wektory decyzyje. Dla teo zadaa określa sę waruk oraczające... Nelowe zadaa optyalzacj z oraczea. Jeśl podstawowe zadae będze postac: E, - oże być różych postac: { E { E 3 : f ( ) f ( ( 0,,, 0}, { E : G( (, (,..., { E : G( (, (,..., { E 4 { E : G( (, (,..., : : ( 0,,, 0}, { E : G( (, (,..., ( ) ( ) ( ) 0, 0} 0} 0, 0} { E : ( 0,, }. Zadae sforułowae w jedej postac oże zostać przekształcoe w zadae o ej rówoważej jej postac, p.: { E : P( ( p(, p (,..., p+ ( ) 0} h ( (,,, ( 0,, }, h (, +,. +.. Metoda puktu sodłoweo rozwązywaa zadań elowych. Jeśl zadau f( zostae przyporządkowaa fukcja Larae`a postac: ( ) 0} 97

3 L(, y) f ( + ( y / G( ) f ( + y ( A E, y B { y E : y 0 co ozacza, że jest pukte dopuszczaly zadaa, zachodz, że: f ( ) f ( + ( y / G( ) f ( (G( 0) co ozacza, że jest pukte optyaly (aly) zadaa f(, jest pukte sodłowy rówaa Larae`a..3. Waruk różczkowe Kuha-uckera do wyzaczaa puktu sodłoweo rówaa Larae`a. Sforułowae zostaą waruk: waruek koeczy (WK) waruek wystarczający (WW) puktu sodłoweo: A zate WK: L( y ) 0 y L( y ) 0,( y L( (,y)-pukt sodłowy fukcj Larae`a, f( (, ) - fukcje klasy C w E, L-fukcja Larae`a. y ) / y ) 0, y 0 oraz WW: - jest rozwązae optyaly zadaa, jeśl: fukcje f( (, ) - są fukcja wypukły klasy C w E, każda para(, y) speła waruk Kuha-uckera..4. Metoda ożków Larae`a do rozwązaa zadaa elowej optyalzacj. Dla rozwązaa zadaa f ( ) f ( przy warukach 4 otrzyujey: przy założeu, że f( (, ) -fukcje różczkowale wypukłe 98

4 (,y)-pukt sodłowy. L( L( y, y, y ) 0, ) 0 3. CEL ZADANIA OPYMALIZACJI Określee wartośc zeych decyzyjych [] w zależośc od sposobu dekopozycj zadaa, przy przyjęcu dyskretych zeych decyzyjych oraczeń. Dekopozycja welopozoowośc jak welokryteralośc p.: Cey pozostają stałe zaa kształtu obektu, Cey zee przy ezeoy kształce, Zaa kształtu obektu przy e zeaych paraetrach stalacj rzewczej, Stały kształt obektu zaa charakterystyk rzewczych. 4. FUNKCJA CELU Przy określau paraetrów obektu zadaa f( określoa zostaje fukcja celu oraz sposób jej rozwązaa. 4.. Postać fukcj celu Dla waruków określoych jak wyżej fukcja celu przyjuje postać: F(, yj,, λ k ) F o + λ F + λ F F(,yj, λ) f(,y) +λ (,y) + λ F +(- λ )F λ, λ ożk Larae`a, F koszt westycyjy [zł], F- określa koszt eksploatacyjy [zł]. 4.. Sposób rozwązaa Wobec, teo ż, waruk oraczające oraz fukcje są różczkowale wypukłe, rozwązaa ależy poszukwać w postac: F/ 0,,..., ( F/ )0,,..., F/ yj0, j,..., yj( F/ yj)0 99

5 F/ 0,,..., F/ λ0, λ>0 λ( F/ λ) 0, Możlwa jest róża dekopozycja zadaa. Założea dotyczące paraetrów oraczających: objętość -V, powerzcha zabudowy -P, wyary, a -dłuośc, szerokośc, wysokośc, pochylea powerzch -γ, usytuowaa obektu wzlęde azyutu- β, p.: Pasγ + bsγ + a sγ 3 0, V-( d +e)c (d+e)l, L C, dłuośc f(q,q). Założea dotyczące charakterystyk zeych: charakterystyk aterałów - - opory ceple przeród pełych o oretacj wzlęde stro śwata, [W/ K], sk- połudowej, sp- podłoa a ruce, sd- dach, so- oko, zapotrzebowae a cepło a oc zaówoą Q [GJ], [ 3 ], q [W], [ 3 /h],. ps- udzał przeród przeźroczystych w przerodze pełej o keruku,y, psy- udzał przeród przeźroczystych w przerodze pełej o keruku z,y, Założea dotyczące charakterystyk dyskretych: Sprawość systeu orzewaa ŋ sprawość f( wytwarzaa, przesyłu, reulacj, wykorzystaa), wysokośc kodyacj h. Założea dotyczące charakterystyk zeych lub dyskretych: ce- cea ocy zaówoej, [zł/w] v [zł/( 3 / h) ], Cs -cea ścay o keruku, [zł/ ], Csy -cea ścay o keruku y, [zł/ ], Cso -cea oka, [zł/ ], Zakres stosowaa waruków Kuha-uckera dla tak postawoych założeń ółby być zawężoy. ak węc ależy w celu rozwązaa zadaa zachować kolejość dzałań sposób postępowaa: -wyzaczay (, y) które spełają waruk różczkowe K-, -sprawdzay, która para (, y) jest pukte sodłowy, -eleety składowe par (, y) spełające pukt sodłowy, są rozwązaa optyaly zadaa. 5. WSKAŹNIKI EKONOMICZNE Cele aalzy ekooczej jest uszereowae przedsęwzęć od ajbardzej opłacalych. Polea a porówau kosztów zysków daej westycj. Najczęścej stosoway wskaźke [3] jest prosty czas zwrotu p. []: K- koszt westycj, [zł], SPB K Qe,[ lata] 00

6 Qe- oszczędość kosztu eksploatacyjeo, [zł]. Wskaźk zalecae przez Bak Śwatowy p.: wartość beżąca etto- NPV, wewętrza stopa zwrotu- I. 5 NPV Qe K,[ zl] t t ( + ) -stopa dyskota określaa corocze, t czas, [lata]. I r NPV ( r ),[%] + r NPV NPV Wskaźk przezaczoe specjale do westycj eerooszczędych p.: koszt zaoszczędzoej eer CS czy koszt poesoy a zaoszczędzee eer CSE : NPV CS,[ zl / zl] Q0 UPW UPW f(r,, t),[lata], - stopa wzrostu kosztów obsłu reotów, [zł]. K CSE,[ zl / GJ ] E UPW E- zaoszczędzoa eera, [MJ/rok]. W zależośc od teo dla jakeo fuduszu lub z jakch środków a być westycja fasowaa, dofasowaa lub kredytowaa, otrzyuje sę róże wartośc p. rubośc terozolacj [4]. Jeśl westor chce z różych źródeł fasować przedsęwzęcepodjęce decyzj oże być utrudoe lub ależy przyotować róże opracowaa dla teo saeo przedsęwzęca. Często rozlczee zadaa po wykoau p. doceplea jest łałówką ksęową. 6. WNIOSKI. Ze wzlędu a róże etody ocey fasowej przedsęwzęć uzyskuje sę bardzo rozbeże wyk.. ozwązae zadaa K- daje ożlwość optyalzowaa ze wzlędu a wele kryterów. 0

7 3. Celowy wydaje sę wprowadzee do optyalzacj elowej z oraczea wskaźków ekooczych jako jedeo z kryterów. 4. Geerale zadae elowej optyalzacj z oraczea oża potraktować jako badae wrażlwośc zadaa optyalzacj. 7. LIEAUA [] DIENISZEWSKI W., JENDO S., MAKS W., OWCZAEK S., WASIUYŃSKI Z.: O ateatyczych etodach optyalzacj kostrukcj, Prace IPP, PAN 973. [] SACHOWICZ Ato, GINOW Jolata: Optyale projektowae budyków o sk zapotrzebowau a eerę jako proble optyalzacj welopozoowej, Koferecja Naukowo-echcza- Fzyka budowl w teor praktyce, Łódź, 995. [3] Ustawa terooderzacyja Dz.U. Nr,00, poz. 4. [4] GINOW Jolata : he easos of Mould Developet o Costructo Eleets ad eard to Allerc Illesses Due to Moulds, Polsh Joural of Evroetal Studes, Vol.3, Suppleet I, Hard Olszty, 004. Master żyer, wykładowca w Katedrze Budowctwa Oóleo Przeysłoweo, Wydzału Iżyer Lądowej, Poltechk Krakowskej. Wykładowca a kursach dla kadydatów a Audytorów Eeretyczych. Audytor eeretyczy. Wykładowca a studach podyploowych- Ochroa Środowska w obszarach zurbazowaych. Specjalzacja: fzyka budowl, budowctwo ekolocze. e-al: jolata.towt@tera.pl 0