مدلسازی انرژی به منظور تخمین دمای داخل ساختمان در چارچوب مدلسازی اطلاعات ساخت

در زندگی امروزی توجه به صرفه جویی انرژی امری لازم و ضروری است. تحقیقات و مطالعات زیادی در این زمینه صورت می گیرند تا بتوان مشکلات موجود بر تلفات انرژی را به حداقل ممکن رساند. مدلسازی اطلاعات ساخت (BIM) به عنوان یک مدل هماهنگ قریب به دو دهه است که مورد توجه قرار گرفته است. BIMیک برنامه نرم افزاری است که در بخشهای عمرانی، اطلاعات موردنیاز ساختمان شامل نقشه سه بعدی معماری، نقشه تاسیسات الکتریکی (برقی) و غیره را مجتمع نموده و با هوشمندی که در آن پیش بینی شده است می تواند پیشنهادهای لازم و زمان و ترتیب اجرا را به مهندس ساختمان ارائه نماید و اگر به دلایلی قسمتی از نقشه در هر موردی تغییر نمود، اشکالات بوجود آمده در مراحل بعدی را گزارش کند. یکی از موضوعاتی که می توان برای حل آن از BIM به عنوان یک بانک اطلاعاتی قدرتمند کمک گرفت، موضوعات مربوط به انرژی است. اولین قدم برای حفظ و نگهداری انرژی، پیدا کردن راهی برای صرفه جویی در مصرف آن است. در واقع صرفه جویی در مصرف انرژی به معنی هزینه های کمتر، سوخت کمتر و آلودگی کمتر است. از این رو باید به دنبال زیرساختهای موردنیاز برای کاهش استفاده و توزیع بهینه انرژی بود. این پایان نامه می خواهد تا با توسعه روش یکی از مقالات (روش گریش و همکاران) و با پیشنهاد طرحی تازه و نوآورانه با استفاده از بهینه سازی مصرف انرژی حرارتی و تخمینهای دمای به دست آمده از نرم افزار مدلسازی انرژی (EM)، بهترین مکان را برای قرارگیری وسایل گرمایشی و سرمایشی پیش بینی نماید. در این پژوهش ابتدا کلیه اطلاعات مربوط به یکی از واحدهای پروژه آرمان توس واقع در خیابان نواب صفوی مشهد در جوار ملکوتی حرم مطهر حضرت امام رضا (علیه السلام)، از پروژه به دست آمد و در نرم افزار BIM مدل شد. سپس پارامترهای کلیدی ساختمان مورد بررسی قرار گرفتند و تمام آنها از نرم افزار BIM استخراج گردیدند. در ادامه EM با نرم افزار شبیه سازی انرژی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین اعتبارسنجی با استفاده از مقایسه نتایج شبیه سازی و واقعی انجام شد. جهت بهینه سازی از دو روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک (GA) و روش تاگوچی استفاده شد و نقاط حساس قرارگیری وسایل سرمایشی تعیین گردیدند. در GA سعی گردید تا با تعریف تابع برازندگی به صورت نزدیک شدن به نقطه آسایش 25℃، رضایت ساکنین ساختمان به حداکثر برسد. نتایج حاصل از بهینه سازیهای GA و تاگوچی در نرم افزار شبیه سازی انرژی وارد و دوباره EM با استفاده از نقاط حساس تعیین شده انجام شد. از آنجایی که موضوع پیشنهادی این پایان نامه جدید و تاکنون هیچ اقدامی جهت تعیین بهترین مکان برای قرارگیری وسایل گرمایشی و سرمایشی مشاهده نشده است، نتیجه حاصل از EM بهینه سازی GA با نتیجه حاصل از EM دو تحلیل نسبت سیگنال به نویز (SNR) و تحلیل واریانس (ANOVA) روش تاگوچی و EM واحد مورد مطالعه مورد مقایسه گرفت. در این مقایسه EM حاصل از بهینه سازی GA نتایج بهتری را نسبت به روش تاگوچی و EM واحد مورد مطالعه نشان داد. در بهینه سازی به روش GA دو نقطه حساس به دست آمد که یک نقطه پاسخ بهتری را نسبت به نقطه دیگر نشان داد.

کلیدواژه ها:

مدلسازی اطلاعات ساخت ، انتقال حرارت ، توزیع حرارت ساختمان ، مدلسازی انرژی ساختمان ، بهینه سازی مصرف انرژی ساختمان