Тема выпускной квалификационной работы: «Обоснование характеристик энергетической эффективности объекта строительства с использованием средств глобальной оптимизации». Работа посвящена исследованию инструментов автоматизированного расчета параметров теплоизоляционных материалов на основе критерия срока окупаемости соответствующего технического решения. Задачи, которые решались в ходе исследования: Проведение анализа научных работ в области обоснования характеристик конструктивных решений для объектов строительства с использованием алгоритмов глобальной оптимизации. Разработка оптимизационной модели обоснования характеристик конструктивных решений в области обеспечения энергоэффективности объекта строительства. Реализация разработанной модели на практическом примере с использованием алгоритмов глобальной оптимизации – алгоритма прямого поиска, генетического алгоритма и алгоритма имитации отжига. Формирование практических рекомендаций практические рекомендации по использованию алгоритмов глобальной оптимизации при решении задач обоснования характеристик конструктивных решений в области обеспечения энергоэффективности объекта строительства.Исследование инструментов автоматизированного подбора параметров теплоизоляционных материалов проводились на основании нормативных документов по стандартизации, а именно СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» и СП 131.13330.2020 «Строительная климатология». Анализ существующих методов решения задач показал, что для достижения наилучшего результата на множестве некоторых ограничений, эффективно использование глобальной оптимизации, которая обеспечивает поиск глобальных экстремумов функций, не останавливаясь в локальных минимумах.Была разработана оптимизационная модель, состоящая из минимизируемой целевой функции, представляющую собой срок окупаемости выбранного технического решения, и ряда непрямых и прямых (в зависимости от метода решения) ограничений. В качестве неизвестных переменных были представлены такие характеристики материала, как толщина и коэффициент теплопроводности. Реализация оптимизационных моделей была выполнена с помощью пакета программного обеспечения «Global Optimization Toolbox» программы «Matlab». Было изучено влияние параметров алгоритмов (начальной инициализации параметров, скорость изменения популяции, шаг поиска и проч.) на конечный результат вычислений. На основании проведенного исследования сделан вывод о высокой практической значимости рассматриваемых методов решения, ввиду близкого расположения результатов друг к другу. В завершении работы приведены практические рекомендации по использованию алгоритмов глобальной оптимизации для решения задачи обоснования характеристик конструктивных решений.

The topic of the graduate qualification work is: "Substantiation of the characteristics of the energy efficiency of the construction object using global optimization tools". The work is devoted to the study of tools for automated calculation of the parameters for thermal insulation materials on the basis of the criterion connected to the payback period for the corresponding technical solution. Tasks that were solved during the study: Analysis of scientific works in the field of determination of the characteristics of design solutions for construction projects with application of global optimization algorithms. Development of an optimization model for determination of the characteristics for a constructive solutions in the field of ensuring the energy efficiency of a construction object. Implementation of the developed model on a practical example using global optimization algorithms – direct search algorithm, genetic algorithm and simulated annealing algorithm. Formation of practical recommendations practical recommendations on the use of global optimization algorithms in solving problems of substantiating the characteristics of design solutions in the field of ensuring the energy efficiency of a construction object. The study of tools for automated selection of parameters of thermal insulation materials was carried out based on normative documents on standardization, namely SP 50.13330.2012 “Thermal protection of buildings” and SP 131.13330.2020 “Construction climatology”. Analysis of existing methods for solving problems has shown that to achieve the best result on a set of certain constraints, it is effective to use global optimization, which provides a search for global extremes of functions without stopping at local minima. An optimization model was developed consisting of a minimizing objective function, which represents the payback period of the selected technical solution, and several indirect and direct (depending on the solution method) constraints. Such material characteristics as thickness and thermal conductivity coefficient were presented as unknown variables. The implementation of optimization models was carried out using the software package "Global Optimization Toolbox" of the program "Matlab".The influence of the values of the parameters of the algorithms (initial initialization of parameters, the rate of population change, the search step, etc.) on the result of calculations was studied. Based on the conducted research, a conclusion is made about the high practical significance of the considered solution methods, due to the proximity of the results to each other. At the end of the work, practical recommendations on the use of global optimization algorithms to solve the problem of substantiating the characteristics of constructive solutions are presented.

• Введение
• Глава 1. Анализ научных работ в области обоснования характеристик конструктивных решений для объектов строительства с использованием алгоритмов глобальной оптимизации
  • 1.1. Теоретические аспекты обоснования энергоэффективности строительных конструкций, зданий и сооружений
  • 1.2. Анализ научных разработок в области обоснования характеристик теплоизоляционных материалов на основе критериев энергоэффективности конструктивных решений
  • 1.3. Анализ существующих алгоритмов глобальной оптимизации
  • Выводы по первой главе
• Глава 2. Оптимизационная модель обоснования характеристик конструктивных решений в области обеспечения энергоэффективности объекта строительства
  • 2.1. Описание оптимизационной модели
  • 2.2. Параметры алгоритмов глобальной оптимизации, определяющие эффективность реализации модели
  • Выводы по второй главе
• Глава 3. Применение алгоритмов глобальной оптимизации для реализации модели обоснования характеристик конструктивных решений в области обеспечения энергоэффективности объекта строительства
  • 3.1. Реализация оптимизационной модели на практическом примере
  • 3.2. Практические рекомендации по использованию алгоритмов глобальной оптимизации при решении задач обоснования характеристик конструктивных решений в области обеспечения энергоэффективности объекта строительства
  • Выводы по третьей главе
• Заключение
• Список использованных источников
• Приложение А. Результаты реализации оптимизационной модели в соответствии с базовым и дополнительными вариантами конфигурации релевантных параметров алгоритмов глобальной оптимизации