A simulation-based optimization method for building thermal design
- Global styles
- Apa
- Bibtex
- Chicago Fullnote
- Help
Abstract
Binaların çevre üzerinde dikkate değer bir etkisi vardır. Bu nedenle, ekonomik ve çevresel performans gibi çelişkili kriterleri karşılayan etkili tasarım konfigürasyonlarının bulunması önemli bir araştırma alanı haline gelmiştir. Bu çalışmanın amacı, resmi yönetmeliklerin ve yeşil bina sertifikasyon programlarının gereklerini yerine getirmekte ve maliyetleri optimize ederken aynı zamanda bina içerisindeki termal konforu korumakta tasarımcılara yardımcı olacak bir yazılım geliştirmektir. Bu bağlamda, geliştirilen yazılım ısı dengesi methodu tabanlı dinamik bir simulasyon modülünü, yaşam döngüsü maliyeti modülünü ve Matlab optimizasyon araç kutusunu birbirine bağlamaktadır. Ayrıca, geliştirilen araç en uygun maliyetli bina konfigurasyonunun bulunmasında gereken çok sayıda simulasyonu yapacak bir yöntem sağlamaktadır. Bir vaka çalışması yürütülerek geliştirilen araç test edilmiştir. Bu vaka çalışmasında Türkiye'deki tipik konut yapılarını temsil eden, İstanbul'da bulunan beş katlı bir bina kullanılmıştır. Yapı malzemeleri ve enerji piyasasında bir araştırma yapılmıştır ve bu araştırmaya dayanarak bir birim fiyat veritabanı oluşturulmuştur. Seçilen bina için belirlenen amaç fonksiyonunu en küçüklemek ve optimum bina konfigurasyonunu belirlemek amacıyla genetik algoritma optimizasyon yöntemi kullanılmıştır. Enerji simulasyonu sürecinde asgari düzeyde veri girişi gerektirmesi aracın kullanılabilirliğini yükseltmektedir. Ayrıca, iki farklı yazılım platformunu birleştirmek yerine, enerji simülasyonu ve optimizasyon işlemlerini tek bir platformda gerçekleştirmek, optimum tasarım konfigürasyonunun bulunması için gereken süreyi kısaltmakta ve platformlar arası uyum sorunlarını azaltmaktadır. Kullanılan yöntemin, en uygun bina konfigürasyonunun bulunmasındaki etkinliği yürütülen vaka çalışmasında sunulmuştur. Buildings have a remarkable impact on environment, therefore finding efficient design configurations satisfying conflicting criteria such as, economic and environmental performance has become an important task. The aim of this study is to provide a tool to aid designers in satisfying the requirements of government regulations and green building certification programs, while optimizing the costs and maintaining the thermal comfort. In this context, the developed tool combines a dynamic energy simulation module based on heat balance method and a Life Cycle Cost (LCC) module with an optimization toolbox (Matlab - OptimTool). The developed tool offers an effective method to perform large number of simulations to find cost-optimal building configuration. The tool was tested on a case study that represents a typical residential building in Turkey. Based on an extensive market search for building materials, a database required for optimization process is developed. A genetic algorithm (GA) optimization technique is utilized to minimize the objective function and find the cost-optimal building configuration for the selected building. Development of a simulation-based optimization method fulfills the need for a tool that assists designers to find better design alternatives at the preliminary design stage. The tool requires least amount of data input for energy simulation process to improve usability. Besides, instead of coupling two separate software packages, performing the energy simulation and optimization processes on a single platform (Matlab) reduces the time required to find cost optimal design and compatibility issues. The effectiveness of the approach for finding cost optimal building configuration is demonstrated in the presented case studies.
Collections