بهینه سازی چندهدفه نمای پویا با استفاده از متریال های نوین و الگوریتم های فراابتکاری مطالعه موردی ساختمان های اداری اقلیم گرم و خشک

نمای ساختمان به عنوان مرز واسط میان محیط داخل و خارج نقشی تعیین کننده در کنترل دریافت تابش خورشیدی، آسایش حرارتی و بصری، کاربران، مصرف انرژی و کیفیت معماری دارد. این موضوع در ساختمان های اداری واقع در اقلیم گرم و خشک به دلیل شدت تابش، دامنه بالای نوسان دمای شب و روز و نیاز همزمان به نور طبیعی و کاهش بار سرمایشی اهمیت بیشتری می یابد. پژوهش حاضر به بهینه سازی چندهدفه نمای پویای ساختمان های اداری با بهره گیری از متریال های نوین و الگوریتم های فراابتکاری می پردازد. در این چارچوب متغیرهای طراحی شامل هندسه و نسبت بازشو، نوع و الگوی حرکت اجزای سایه انداز، ویژگی های اپتیکی و حرارتی مصالح نوین نظیر شیشه های هوشمند، مواد تغییر فاز دهنده، پوشش های انتخابی و سامانه های کامپوزیتی سبک مورد بررسی قرار می گیرند. اهداف بهینه سازی شامل کمینه سازی مصرف سالانه انرژی و بار سرمایشی، کاهش خیرگی و ساعات عدم آسایش حرارتی و بیشینه سازی بهره مندی از نور روز و کیفیت دید به بیرون است. برای حل مسئله از الگوریتم های فراابتکاری چندهدفه از جمله الگوریتم ژنتیک چندهدفه به منظور تولید و ارزیابی مجموعه ای از پاسخ های پارتو استفاده می شود. نتایج مورد انتظار نشان می دهد که تلفیق سامانه های نمای پویا با متریال های نوین و روش های بهینه سازی هوشمند می تواند نسبت به نماهای ایستا عملکرد انرژی و آسایش محیطی ساختمان را به طور معناداری ارتقا دهد، همچنین این رویکرد امکان شناسایی راه حل های متعادل میان معیارهای متعارض طراحی را فراهم کرده و می تواند به عنوان چارچوبی تصمیم یار برای طراحی نماهای پاسخگو و کم مصرف در ساختمان های اداری اقلیم گرم و خشک به کار رود.

کلیدواژه ها:

نمای پویا ، بهینه سازی چندهدفه ، الگوریتم های فراابتکاری ، متریال های نوین ، ساختمان اداری اقلیم گرم و خشک ، آسایش حرارتی ، نور روز ، بهره وری انرژی ، جبهه پارتو