طراحی بهینه هندسه ساختمان و بازشوها با رویکرد انرژی- نورکارآیی

مقدمه: استفاده مناسب از نور روز، استفاده از منبع رایگان روشنایی است و توجه به کمیت و کیفیت آن، از بعد مصرف انرژی نیز در مراحل اولیهطراحی معماری مهم است. استراتژی موفق آن است که در عین بهره مندی از نور روز، مصرف انرژی را نیز کاهش دهد. با توجه به اینکه تغییر درهندسه فرم بنا می تواند پاسخ های متفاوتی (و حتی بعضا متضادی) در بحث نور و انرژی داشته باشد، یافتن فرم بهینه هندسی ساختمان اهمیتدوچندانی پیدا می کند. به علاوه دانستن اینکه کدام پارامترهای هندسی تاثیر بیشتری بر تعادل بخشی به دریافت نور مناسب و کاهش مصرفدارد نیز سوال دیگری است که این پژوهش در پی پاسخ به آن است. بهینه سازی ساختمان در یافتن راه حل بهینه طراحی و بهبود کاراییساختمان موثر است این در حالی است که این فرآیند همواره با عدم قطعیت همراه است. باوجود تاثیر بالای فرآیند تحلیل حساسیت در تحلیلعملکرد انرژی ساختمان و کاهش زمان شبیه سازی و بهینه سازی پژوهش های اندکی در این زمینه انجام شده است. این پژوهش به دنبالبهینه سازی تناسبات هندسه ی یک ساختمان اداری در شهر قم (اقلیم گرموخشک) است.روش تحقیق:روش این پژوهش از چهار بخش اصلی: مدل سازی (مدل سازی نور، مدل سازی انرژی)/اجرای فرآیند شبیه سازی/اجرای فرآیند بهینه سازی/اجرای فرآیند تحلیل حساسیت.نتایج و بحث: شبیه سازی مقداری نور و انرژی در مدل پایه پژوهش انجام شده و پارامترهای هندسی طول، عرض و ارتفاع ساختمان و همچنین اندازه پنجره شمالی و جنوبی و تعداد سایه بان در مدل های مختلف به کمک الگوریتم ژنتیک بررسی شد تا مدل های بهینه استخراج شود. سپس تاثیر این پارامترهای هندسی بر اهداف پژوهش و عدم قطعیت آنها به کمک محاسبات ریاضی در روش تحلیل حساسیت سراسری و بر مبنای شاخص src انجام و پارامترها رتبه بندی شد. این شاخص بر مبنای محاسبات ریاضی و رگرسیون های خطی تحلیل حساسیت را انجام می دهد. نتیجه گیری: نتایج حاصل از پژوهش حاکی از آن است که در مدل بهینه، نسبت طول به عرض ساختمان 1.13 و نسبت پنجره به دیوار برای جبهه جنوبی ساختمان 43 درصد و نسبت پنجره به دیوار برای جبهه شمالی ساختمان 10 درصد است و تعداد سایه بان جبهه جنوبی 2 عدد است. نتایج حاصل از تحلیل حساسیت حاکی از آن است که طول اتاق و بعد از آن عرض اتاق موثرترین پارامترهای هندسی ساختمان دررسیدن به یک طراحی انرژی-نور کارآ در بستر این پژوهش بود.

sensitivity analysis and optimization of building geometry with energy-daylight efficiency approach

proper use of daylight is use of free source and paying attention to quantity and quality of energy, is very important in the architectural design. given that change of building geometry can have different answer (even sometimes antithetical) in the energy and daylight, so finding optimal building geometry is very important. despite high impact of the sensitivity analysis on the building energy performance and the reduction of simulation time, little research has been done in this field. this study wants to optimize the geometric proportions of an office building in qom. quantitative simulation of daylight and energy in the basic model of the research have been done and the geometric parameters of length, width and height of the building and also window to wall ratio of the north and south facade in different models will using genetic algorithm have been checked. then, the effect of geometric parameters were determined by mathematical calculations in the global sensitivity analysis method based on the src method. the results indicate that in the optimal models, the length to width ratio of the building is 1.13 and the window to wall ratio for the south facade of the building is 43% and the window to wall ratio for the north facade of the building is 10% and the number of shading for the south facade is 2. the sensitivity analysis indicate length and width of building are the most important geometric parameter to achieving the energy _ daylight efficient in the context of this research.