طراحی سیستم خبره بهسازی اقلیمی با الگویابی از ساختمان های مسکونی اقلیم سرد مبتنی بر مدل های یادگیری

هدف: با رشد روز افزون مصرف انرژی در دنیای مدرن و جایگاه صنعت ساختمان به عنوان یکی از عوامل مهم در ایجاد و تشدید این بحران، بروز و ظهور مسئله ای پیچیده تحت عنوان «مدیریت تامین و مصرف انرژی» در حال رخداد است که علاوه بر تاثیرگذاری بر توسعه پایدار جوامع از لحاظ تاثیر شگرف آن بر زیست سالم انسان ها، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. پژوهش حاضر طراحی سیستمی تصمیم ساز برای بهره مندی حداکثری از انرژی خورشید (غیر فعال)، در تامین انرژی مورد نیاز ساکنان یک ساختمان مسکونی (موجودیت اطلاعاتی) را با لحاظ حداقل میزان هدررفت انرژی، مبتنی بر طراحی مناسب پوسته خارجی بدون نیاز به نصب تجهیزات الکتریکی جانبی هدف خود قرار داده است. روش: روش پژوهش در تحقیق حاضر ماهیتی ترکیبی از یک تحقیق توصیفی، تجربی، تحلیلی و قیاسی داشته و دارای ویژگی هایی از جمله بومی بودن، اتکا بر داده ها و قوانین کشور ایران و قابلیت توسعه بر مبنای داده های اقلیمی می باشد. نگاه تلفیقی پژوهش متاثر از مفاهیم مدیریت دانش، سیستم تصمیم گیری، ساخت قواعد سیستم خبره و بهره مندی از مدل های یادگیری در حوزه تخصصی یعنی معماری ساختمان مسکونی، با رویکرد پرداختن به یک مسئله واقعی است. با هدف ساخت مجموعه دانشی مورد نظر مشخصه های مربوط به سایت پلان مورد نظر با تاکید بر مختصات جغرافیایی، مشخصه های مربوط به پوسته بنا از جمله: ابعاد بنا و بازشوها ... و نیز مشخصه های مرتبط با هدر رفت انرژی به عنوان معیارها و زیرمعیارهای تولید اطلاعات مورد بررسی قرار گرفت. در راستای هدف مورد اشاره و با در نظر گرفتن آسایش محیطی ساکنان در اقلیمی با نیاز گرمایشی بالا (شهر زنجان واقع در اقلیم سرد)، به بررسی فنی موضوع با الگو قرار دادن وضعیت ساختمان های مسکونی ده منطقه از شهر زنجان مشتمل بر ۱۰۰ ساختمان با روش نمونه گیری تصادفی ساده انجام شد. در ادامه با سنجش پتانسیل بهسازی اقلیمی پوسته خارجی از منظر سه روش: جذب مستقیم، دیوار ترومب، فضای خورشیدی پرداخته شده و برای مدلسازی مورد نظر مجموعه داده ای بالغ بر ۳۵۰۰ فیلد اطلاعاتی با استفاده از احصاء و به عنوان نمونه جامعه آماری، مورد استفاده قرار گرفت. برای جمع آوری اطلاعات از ترکیب روش های جمع آوری میدانی اطلاعات، بررسی اطلاعات لایه اطلاعاتی توصیفی در طرح تفصیلی و نیز اطلاعات حاصل از نقشه هوایی برای پلاک های مسکونی منتخب استفاده گردید. ملاک اعتبار وضعیت خروجی مدل ها بر مبنای معیار برچسب انرژی اقلیمی با هدف محاسبه توانایی فرم ساختمان مسکونی در دریافت انرژی خورشیدی محاسبه گردید. پیچیدگی مسئله در فرآیندی چندبخشی مبتنی بر بررسی اقلیم از نظر تغییرات دمایی و تابشی خورشید، بررسی مشخصه های ثابت شهرسازی با محوریت سایت پلان و بهره مندی از ماتریس تصمیم مربوطه مدیریت گردید. سپس دست یابی به کمترین میزان هدررفت انرژی (انتقال حرارتی و اتلاف گرما) توام با بیشترین جذب آن از منظر وضعیت اجرای سیستم های غیرفعال خورشیدی با ارائه مفهوم جدیدی تحت عنوان برچسب انرژی اقلیمی (تولید داده های آموزشی و تست)؛ ملاک عمل قرار گرفت. در ادامه با استفاده از سه مدل یادگیری درخت تصمیم، قوانین انجمنی و نظریه بیز؛ با هدف تولید قواعد مورد نیاز برای طراحی پایگاه دانش مورد نیاز یک سیستم خبره تصمیم ساز، تحلیل و پیاده سازی گردید. یافته ها: با تحلیل صورت گرفته بر امکان سنجی اجرای روش های انرژی غیرفعال خورشیدی مشخص گردید در بین مناطق ده گانه مورد بررسی در شهر زنجان (اقلیم سرد) به ترتیب اجرای روش گلخانه خورشیدی در اولویت قرار داشته و پس از آن اجرای روش های جذب مستقیم و دیوار ترومب در اولویت های بعدی قرار می گیرند. یافته های پژوهش علاوه بر اولویت بندی مشخصه ها در قدرت تفکیک ساختمند فضای مسئله و تاثیرگذاری مثبت در زنجیره های استنتاجی رو به جلوی مورد استفاده در موتور استنتاج سیستم خبره پیشنهادی؛ عملکرد مناسبی (با ضریب اطمینان بالای ۸۵ درصد) را تولید نمودند که با لحاظ پیچیدگی بالای مسئله، نشان دهنده دقت مورد قبول مدل های پیش بینی و نیز تضمین ضمنی دقت قواعد حاصل از آن ها در تشکیل پایگاه داده استنتاجی دارد.نتیجه گیری: نتایج به عنوان یک سیستم دانشی کمکی می تواند در بهسازی ساختمان های مسکونی موجود برای سازمان های تصمیم گیر و تصمیم ساز و همچنین تولید توصیه های طراحی در کمک به مدیریت مسئله پیچیده ناترازی انرژی مفید باشد.

کلیدواژه ها:

سیستم خبره ، بهسازی اقلیمی ، برچسب انرژی اقلیمی ، ساختمان مسکونی ، مدل های یادگیری ، پایگاه دانش ، اقلیم سرد