بهینه‌سازی عملکرد انرژی و نورروز پوسته ساختمان‌های مسکونی با استفاده از الگوریتم ژنتیک در شهر همدان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه معماری، دانشکده عمران، معماری و هنر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران.

2 گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

3 گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

10.30470/jaer.2020.106497.1053

چکیده

پژوهش حاضر ارزیابی و بهینه‌سازی عملکرد انرژی و نورروز پوسته ساختمان‌های مسکونی در اقلیم سرد همدان را مد نظر قرار می‌دهد. برای این منظور الگوی رایج ساختمان‌های مسکونی در شهر همدان که آپارتمان‌های‌ مسکونی 5 طبقه با همسایگی شرقی و غربی و در نتیجه نورگیری از سمت شمال و جنوب می‌باشد، در قالب مدل پایه انتخاب گردید و مصرف انرژی سالانه و میزان بهره‌گیری از نورروز به عنوان توابع هدف بهینه‌سازی در نظر گرفته شدند. پس از بررسی روش‌های مورد استفاده و شاخص‌های مختلف ارزیابی عملکرد انرژی و نورروز، شاخص‌های مصرف انرژی سالانه در واحد سطح (EUI) به منظور ارزیابی مقدار مصرف انرژی و روشنایی مفید نورروز (UDI) به عنوان شاخص ارزیابی بهره‌وری از روشنایی طبیعی انتخاب گشتند تا در یافتن راه‌حل‌های بهینه به‌منظور طراحی پوسته جبهه اصلی ساختمان‌های مسکونی بکار گرفته شوند. سپس مولفه‌های مختلف پوسته ساختمان‌های مسکونی شناسایی شده و تحلیل حساسیت داده‌ها با استفاده از روش غربالگری موریس به منظور رتبه‌بندی متغیرهای کلیدی موثر بر تابع هدف انجام گرفت. در ادامه مطالعات پارامتریک بر روی متغیرهای خروجی و بهینه‌سازی راه‌حل‌ها با استفاده از الگوریتم ژنتیک مد نظر قرار گرفت. بدین ترتیب از طریق تعامل میان نرم‌افزار شبیه‌سازی و روش بهینه‌سازی چند هدفه، یک‌سری راه‌حل‌های بهینه پارتو تولید شدند که از طریق مقایسه آنها با در نظر گرفتن هر دو جنبه انرژی و نورروز، طرح بهینه انتخاب گردید. نتایج نشان می‌دهد که از طریق بهینه‌سازی پارتو می‌توان در الگوهای انتخابی به‌ میزان 17.44% و 23.72% شاخصEUI و 17.61% و 21.1% شاخص UDI را بهبود بخشید. بر این اساس طراحی پوسته ساختمان از این طریق می‌تواند به میزان زیادی مصرف انرژی را کاهش داده و در عین حال بهره‌وری از روشنایی طبیعی را افزایش دهد.

کلیدواژه‌ها