26172

بهينه سازي چندهدفه نور روز دريافتي از نورگير در ساختمانهاي مسكوني با استفاده از الگــوريتم ژنتيــك(شهر همدان)

كارشناسي ارشد

معماري

1397

1400/11/27

سيد عباس آقا يزدانفر

معماري و شهرسازي

امروزه رشد جمعيت در كلان شهرهاي ايران و رشد جمعيت روزافزون منجر به افزايش تقاضاي مسكن و قيمت بالاي زمين و متعاقبا سبب بهره¬كشي بيش از اندازه از زمين هاي موجود و ساخت بناهاي چند طبقه شده است. همچنين محدوديت موجود ساختمان سازي و طريقه¬ي قطعه بندي خانه هاي با تراكم بالا و پلان هاي عميق سبب ايجاد هسته هاي كور در بنا و عدم دسترسي مستقيم بسياري از فضاهاي داخلي به نور مستقيم مي¬شود. بنابراين در دسترس نبودن نور روز سبب افزايش مصرف انرژي و كاهش كيفيت فضاهاي داخلي مي¬شود. طراحي نورگير از راهكار هايي مي¬باشد كه مي¬توان در جهت انتقال نورروز براي اين مشكل پيشنهاد نمود. بنابراين در دسترس نبودن نور روز سبب افزايش مصرف انرژي و كاهش كيفيت فضاهاي داخلي مي-شود. استفاده از نور روز يكي از مهمترين استراتژي هاي طراحي پايدار است. روشنايي روز از ابتداي زمان تاكنون نقشي اساسي در انتخاب و طراحي فضاهاي زندگي داشته است. علاوه بر آن استفاده موثر از نور روز در ساختمان ها براي به حداقل رساندن تأثيرات كربن در محيط ساخته شده و ايجاد محيط هاي داخلي كه از آسايش، عملكرد و رفاه ساكنان ساختمان حمايت مي كنند، يك ملاحظه اساسي در طراحي است. همچنين تحقيقات اخير ثابت كرده است كه نور روز مجموعه اي از مزاياي سلامتي و راحتي را ايجاد مي كند و وجود آن براي ساكنان ساختمان ضروري است. نورگيرها را مي¬توان به عنوان يك سيستم روشنايي، راهكاري مهم براي حل اين مسئله در نظر گرفت. نورگيرها فضاهايي براي انتقال قابل توجه نور روز به بخش¬هاي فاقد نورگيريِ مطلوب در ساختمان¬هاي مسكونيِ چند طبقه¬اند.مشخصات كالبدي ابعاد و تناسبات هندسي نورگير ، مقطع افقي ، مقطع عمودي نورگير ، ابعاد پنجره ها و موقعيت قرارگيري آن¬ها، هندسه ي سقف، جنس جداره ها و جهت گيري ازجمله عوامل تاثير گذار بر بهره¬وري از نورگير است. بررسي همزمان چندين متغيير جهت استفاده بهينه از نور و يا چندين فاكتور به صورت مجزا مبتني بر شاخص پويا و شرايط جوي مختلف كه تاثير مولفه¬هاي اقليم و جهت¬گيري ديده شود مي تواند به دستيابي به الگو هاي مناسب طراحي دست يافت. لذا بهينه¬سازي چند¬هدفه اين مهم را فراهم آورده است كه بتوان به طور همزمان متغيرها و توابع مختلف را در راستاي مقادير كمي و كيفي پيش برد. با توجه به رويكرد پژوهش در ابتدا گام اول پژوهش به روش توصيفي و مطالعه كتابخانه اي انجام خواهد شد.در گام دوم مدل سازي به صورت پارامتريك و شبيه سازي انرژي مرتبط با آن صورت خواهد گرفت. در گام سوم تحقيق، شبيه ساز هاي انرژي و نور به وسيله ي پلاگين هاي ليدي باگ و هاني¬بي به ترتيب به افزونه هاي انرژي پلاس و ردينس و ديسيم متصل مي¬شود . حال مدل شبيه سازي شده و الگوريتم ايجاد شده با روش¬هاي خاصي امكان ورودي و خروجي داده هاي مختلف را خواهد داشت. در گام نهايي به دنبال بهينه سازي به صورت الگوريتم ژنتيك نيازمند ابزار بهينه ساز به اين روش خواهيم بود. پس از تحليل توابع و متغير هاي طرح مي¬توان مجموعه ي راه حل هاي به دست آمده به عنوان داده هاي خروجي به وسيله اكسل را ذخيره نمود و نتايج را به صورت نموداري توصيف و تحليل كرد. بررسي نتايج پژوهش نشان مي¬دهد عرض بازشو ها در افزايش مقادير توابع نقش بسيار مهمي ايفا مي¬كنند به طوري كه ميزان SDA وDA بيشترين اثر صعودي را از عرض باز شو ها دريافت كرده و هم چنين ارتفاع بازشو ها ميزانCDA و UDI را به همين ترتيب افزايش داده است. در تحقيق هاي پيشين ابعاد2*2 پنجره ميزان كمتري مطلوبيت نوري نسبت به حالت پله اي دارد و اين اثر در نتايج اين تحقيق باعث افزايش 181 درصدي روشنايي فضا شده است. ميزان بهينه باز شو 2.6 الي 3 متر طول بسته به نياز طرح و موقعيت آن دارد. در حالت پلكاني مقطع عمودي نورگير، در كف اول بيشترين تاثير پذيري را در مقدار توابع داشته و همچنين طول ميزان 0.75 الي 0.50 متر بيشترين فراواني را نسبت به ساير متغير هاي كف دوم دارد. كف مياني را مهم ترين عامل اثر پذيري توابع دانست و ميزان حداكثري آن يعني 1.00 بيشترين فراواني را نسبت به ساير متغيرها دارد. در انتها دركف نهايي اثر گذاري كمتر شده و ميزان 0.50 متر مي¬تواند ميزان روشنايي مورد نياز را تامين كند.

1400/12/14

Multiobjective optimization of daylight received from light wells in residential buildings by using genetic algorithm (Hamedan city)

2/16/2023 12:00:00 AM

Today, population growth in Iran's metropolitan areas and increasing population growth has led to increased demand for housing and high land prices, and consequently has led to excessive use of existing land and the construction of multi-storey buildings. Also, the existing constraints of construction and the method of segmenting high-density houses and deep plans cause blind cores in the building and the lack of direct access to direct light in many interior spaces. Therefore, the unavailability of daylight increases energy consumption and reduces the quality of indoor spaces. light well design is one of the solutions that can be suggested to transmit daylight for this problem. Therefore, the unavailability of daylight increases energy consumption and reduces the quality of indoor spaces. Using daylight is one of the most important sustainable design strategies. Daylight has played a key role in the selection and design of living spaces since the beginning of time. In addition, the effective use of daylight in buildings to minimize the effects of carbon in the built environment and the creation of indoor environments that support the comfort, function and well-being of building occupants is a fundamental consideration in design. Recent research has also shown that daylight provides a range of health and comfort benefits and is essential for building occupants. light wells can be considered as an important solution to solve this problem as a lighting system. light wells are spaces for significant transmission of daylight to areas that do not have the desired light in multi-storey residential buildings. Walls and orientation are among the factors affecting the efficiency of skylights. Simultaneous study of several variables for optimal use of light or several factors separately based on dynamic index and different weather conditions in which the effect of climate and orientation components can be seen can achieve appropriate design patterns. Therefore, multi-objective optimization has provided the importance of being able to simultaneously advance different variables and functions in the direction of quantitative and qualitative values. According to the research approach, in the first step, the first step of the research will be done by descriptive method and library study. In the second step, modeling will be done parametrically and related energy simulations will be performed. In the third step of the research, the energy and light simulators are connected to the Energy Plus, Radiance and Daysim plugins by Ladybug and Honeybee plugins, respectively. Now the simulated model and the algorithm created with special methods will be able to input and output different data. In the final step, following the optimization in the form of genetic algorithm, we will need optimization tools in this way. After analyzing the functions and variables of the design, the set of solutions obtained can be saved as output data by Excel and the results can be described and analyzed graphically. The results show that the width of the openings play a very important role in increasing the values of the functions, so that the amount of SDA and DA received the most upward effect from the width of the openings and also the height of the openings increased the amount of CDA and UDI in the same way. In previous research, the 2 * 2 dimensions of the window have a lower degree of light utility than the stepped mode, and this effect has increased the brightness of the space by 181% in the results of this research. The optimal amount of opening is 2.6 to 3 meters in length depending on the needs of the design and its location. In the stepped condition of the vertical section of the light well, the first floor has the most impact on the amount of functions and also the length of 0.75 to 0.50 meters has the highest frequency compared to other variables of the second floor. The middle floor is considered to be the most important factor affecting the functions and its maximum value of 1.00 has the highest frequency compared to other variables. In the end, the effect on the final floor is less and 0.50 meters can provide the required amount of light.

نور روز، عملكرد نور روز، سلامتي، فضاهاي مسكوني.

Daylight, daylight performance, health, residential spaces.

Masoomeh Mirzaie

Seyed Abbas Agha Yazdanfar