شماره ركورد
34174
پديد آورنده
علي ايزدي
عنوان
بهينه سازي چند هدفه ي سايبان هاي افقي بر روي نما در ساختمان اداري در شهر تهران
مقطع تحصيلي
401
رشته تحصيلي
معماري
سال تحصيل
404
تاريخ دفاع
1404/07/28
استاد راهنما
عباس تركاشوند/ هانيه صنايعيان
استاد مشاور
-
دانشكده
معماري و شهرسازي
چكيده
سايبانها، به عنوان عناصر كليدي در طراحي معماري اقليمي، نقش بسيار مؤثري در ارتقاء عملكرد حرارتي و نوري ساختمانها ايفا ميكنند. اين عناصر، بخشي جداييناپذير از پوسته بيروني بنا محسوب ميشوند و با كنترل ميزان تابش مستقيم خورشيد، ضمن كاهش حرارت ناشي از پرتوهاي خورشيدي، شرايطي را فراهم ميآورند كه هم روشنايي طبيعي فضاها به نحوي مطلوب حفظ شود و هم ارتباط بصري با محيط بيروني دچار اختلال نگردد. با اين وجود، بسياري از سيستمهاي سايهانداز رايج، عليرغم اهداف اوليه، معمولاً تنها تأثيرات محدودي بر كاهش مصرف انرژي ساختمان از خود بر جاي ميگذارند و نميتوانند پاسخگوي نيازهاي روزافزون در زمينهي بهرهوري انرژي باشند.
در پاسخ به اين چالش، مطالعهي حاضر به معرفي مجموعهاي از راهكارهاي نوآورانه در حوزهي طراحي سايهاندازهاي معماري پرداخته است كه مبتني بر اشكال غير هندسي و يا غيرمنظم از پنلهاي سايهانداز هستند. اين راهكارها با تكيه بر مدلسازي پارامتريك در افزونه گرس هاپر توسعه داده شدند؛ مدلي كه امكان انعطافپذيري بالا در تنظيم هندسه و فرم عناصر را فراهم ساخته و توانسته بستري مناسب براي طراحيهاي غيراستاندارد و سازگار با نيازهاي خاص اقليمي ايجاد كند.
فرآيند تحليل عملكردي اين طرحها، با بهرهگيري از افزونههاي هاني بي و ليدي باگ صورت پذيرفته است؛ ابزارهايي كه قابليت بررسي دقيق پارامترهاي حرارتي، نوري و زيستاقليمي ساختمان را دارند. در ادامه، با بهكارگيري الگوريتم ژنتيك چندهدفه و تلفيق آن با تكنيكهاي يادگيري ماشين و تحليل حساسيت، متغيرهاي كليدي در فرآيند بهينهسازي طراحي استخراج شدند تا شاخصهاي عملكردي نظير مصرف انرژي اوليه، كفايت نور طبيعي ، كفايت خيرگي خيرگي و شاخص ديد به بهترين سطح ممكن ارتقاء يابند.
نتايج حاصل از اين تحقيق حاكي از آن است كه سيستمهاي پيشنهادي سايهانداز ميتوانند بهصورت معناداري عملكرد انرژي و راحتي حرارتي فضاهاي داخلي را ارتقا دهند. به عنوان نمونه، در مقايسه با نمونههاي متعارف، بيش از 26٪ صرفهجويي در مصرف انرژي حاصل شده است. همچنين، شاخصهاي نور روز و كنترل خيرگي كه در شرايط اوليه در سطح نامطلوبي قرار داشتند، بهبودهايي قابلتوجه تا سطح 80٪ را تجربه كردهاند. شاخص ديد نيز با ارتقاء حدود 3٪ همراه بوده است.
در مجموع، اين پژوهش گواهي روشن بر ظرفيت بالاي طراحيهاي پيشرفتهي سايهانداز در زمينهي ايجاد محيطهايي پايدارتر، پاسخگوتر به نيازهاي زيستمحيطي و در عين حال برخوردار از زيباييشناسي معماري است؛ رويكردي كه ميتواند در آينده بهعنوان الگويي براي توسعه شهرهاي هوشمند و اقليمپايدار مورد توجه ويژه قرار گيرد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/08/18
عنوان به انگليسي
Multi-objective optimization of horizontal shading devices on the façade of an office building in Tehran
تاريخ بهره برداري
10/20/2027 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
علي ايزدي
چكيده به لاتين
Shading devices, as key components in climate-responsive architectural design, play a significant role in enhancing the thermal and daylight performance of buildings. These elements are considered integral parts of the building envelope, and by regulating direct solar radiation, they not only reduce solar heat gains but also help maintain adequate natural lighting and preserve visual connection with the outdoor environment.
However, many conventional shading systems, despite their initial intentions, often have limited impact on reducing building energy consumption and fail to meet the growing demands for energy efficiency. In response to this challenge, the present study introduces a set of innovative strategies for architectural shading design, based on non-geometric or irregular panel configurations. These solutions were developed using parametric modeling in Grasshopper, a platform that enables high flexibility in shaping and adjusting geometries, thus providing a suitable framework for non-standard, climate-adaptive designs.
The performance analysis of these shading configurations was conducted using Honeybee and Ladybug plugins, which offer detailed assessments of thermal, daylight, and bioclimatic parameters. Subsequently, a multi-objective genetic algorithm was employed—integrated with machine learning techniques and sensitivity analysis—to identify the key variables in the design optimization process. The goal was to enhance performance indicators such as primary energy consumption, daylight sufficiency, glare control, and view quality to their optimal levels.
The findings of this research demonstrate that the proposed shading systems can significantly improve indoor energy performance and thermal comfort. For instance, compared to conventional models, energy savings of over 26% were achieved. Moreover, daylight and glare indices, which were initially at suboptimal levels, experienced substantial improvements—up to 80%. The view quality index also showed an approximate 3% enhancement.
Overall, this study provides clear evidence of the high potential of advanced shading design in creating more sustainable, environmentally responsive, and architecturally aesthetic spaces—a design approach that could serve as a model for the development of smart and climate-resilient cities in the future.
كليدواژه هاي فارسي
ماشين لرنينگ , انرژي , سايبان , طراحي محاسباتي , نور روز , بهينه سازي چندهدفه
كليدواژه هاي لاتين
Machine learning , Shading device , Energy , Daylighting , Multi-objective optimization , Computational design
Author
Ali Izadi
SuperVisor
Abbas Tarkashvand/ Haniyeh Sanaieian