بررسی تاثیر طراحی پارامتریک پوسته ورونئی در بهبود بهره وری نور روز در ساختمان اداری در شهر شیراز

اهداف: بررسی عملکرد و میزان تاثیر پوسته ساختمان بر مولفه های روشنایی طبیعی و دریافت تابش، به عنوان مولفه های موثر بر کیفیت فضای داخلی، درقالب طراحی یک پوسته با الگوریتم ورونوی، هدف اصلی مقاله است. ابزار و روش ها: با استفاده از الگوریتم ژنتیک و شاخص های روشنایی مفیدنور روز و انرژی دریافتی ازتابش خورشید، حالتهای بهینه از بین گزینه‌های طراحی پوسته ارایه شده اند. روش کار به صورت بهینه یابی چندهدفه -با استفاده ازالگوریتم ژنتیک رتبه‌بندی نامغلوب و مدل‌سازی پارامتریک در پلتفرم راینو و افزونه گرسهاپر با بهره‌گیری از ابزارهای آنالیز محیطی همچون انرژی‌پلاس و رادیانس برای محاسبات عددی- بوده است. طراحی پوسته دوم برای تمامی جهه هاحالات ممکن بررسی شدو برای هر جبهه به حالت بهینه نهایی دست یافتیم ودر انتها پوسته‌های طراحی انتخاب شده درسه حالتِ 1- بدون پوسته دوم، 2- لوورهای افقی و 3- ایجاد پوسته ورنوی؛ موردآنالیز و مقایسه قرار گرفتند. یافته ها: در حالت بهینه نهایی پوسته ورنوی به‌عنوان پوستۀ دوم میزان افزایش روشنایی مفید نور روز نسبت به حالت بدون پوسته دوم برابر با63.29 درصد افزایش و نسبت به حالت استفاده از لوور های افقی 21.02 درصد افزایش داشته است. همچنین استفاده از این ایده طراحی، میزان دریافت تابش خورشیددر مقایسه با حالت بدون پوسته دوم برابر با 63.86درصد کاهش و نسبت به حالت استفاده از لوورهای افقی به عنوان پوسته دوم 15.38 درصد کاهش یافته است. نتیجه گیری: پوسته طراحی شده حاصل فرایند بهینه سازی و استفاده از هندسه ورونویی عملکرد مناسبی در بهبود شاخص روشنایی مفید نور روز و کاهش دریافت تابش خورشید دارد. 

investigating the effect of voronoi shell parametric design on improving daylight efficiency in an office building in shiraz

aims: the main purpose of this article is to investigate the performance and impact of the building shell on natural lighting components and radiation reception, as components affecting the quality of the interior space, through designing a shell with voronoi algorithm.methods: for this purpose, using the genetic algorithm and taking into account the useful daylight illumination and the total radiation, optimal configurations are presented from among the design options of the shell, which is based on the voronoi algorithm. the working method has been multi-objective optimization using nsga-ii and linear modeling in the rhino platform and grasshopper plugin using environmental analysis tools such as energy plus and radiance for numerical calculations. also, skins are analyzed in three cases: 1-an infilled wall without the second skin, 2-using horizontal louvers, and 3- voronoi skin as the second skin.findings: it has been indicated that with voronoi skin, the amount of average useful daylight illuminance has increased by 63.86% compared to the case without the second skin, and by 21.02% compared to the case using horizontal louvers the second skin. also, by this design idea, the amount of total solar radiation decreases by 63.86% compared to the case without the second shell and decreases by 15.38% compared to the issue of using horizontal louvers as the second shell.conclusion: the designed shell resulting from the optimization process and the use of voronoi geometry has a good performance in improving the useful daylight illuminance and reducing the amount of sunlight.