بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان های بلند با استفاده از هوش مصنوعی

مقدمه:

با افزایش جمعیت شهری و رشد عمودی شهرها، برج های مرتفع به یکی از ویژگی های اصلی بافت های شهری تبدیل شده اند. مصرف عظیم انرژی در چنین سازه هایی نه تنها باعث افزایش هزینه های عملیاتی، بلکه موجب فشار مضاعف به شبکه انرژی شهری می شود. اکنون نیاز به سیستم های هوشمند مدیریت انرژی، بیش از هر زمان دیگری احساس می شود. به کارگیری هوش مصنوعی در فرآیندهای پیش بینی و کنترل مصرف انرژی می تواند تحول چشمگیری در عملکرد این سازه ها ایجاد کند.

اهداف تحقیق:

هدف اصلی این پژوهش توسعه ی مدلی مبتنی بر یادگیری ماشین است که قادر باشد مصرف انرژی ساختمان های بلند را به صورت لحظه ای تخمین و بهینه سازی کند. از اهداف فرعی می توان به مدل سازی رفتار مصرفی ساکنان، ارزیابی تاثیر شرایط محیطی بر مصرف انرژی، و طراحی الگوریتم کنترل پویا برای تجهیزات گرمایشی و سرمایشی اشاره کرد.

روش تحقیق:

ابتدا مجموعه ای از داده های واقعی از چند ساختمان بلند جمع آوری می شود؛ شامل اطلاعات سنسورها، واحدهای تهویه مطبوع، روشنایی، و شرایط آب وهوایی. داده ها پس از پاک سازی و نرمال سازی به الگوریتم های یادگیری نظارت شده نظیر شبکه های عصبی تغذیه می شود. سپس مدل پیش بینی انرژی ساخته و در سناریوهای مختلف آزمایش می گردد تا خطاهای مدل کاهش یابد. در مرحله ی نهایی، سیستم بهینه ساز مبتنی بر الگوریتم ژنتیک یا ازدحام ذرات برای پیشنهاد تنظیمات بهینه طراحی می شود.

نوآوری:

ترکیب هم زمان هوش مصنوعی و علم انرژی ساختمان ها، به صورت پویا و با داده های واقعی، در طراحی این سیستم بی سابقه است. برخلاف روش های سنتی که از مدل های ثابت انرژی استفاده می کنند، این طرح قادر است به صورت زنده با تغییر رفتار کاربران سازگار شود.

نتایج مورد انتظار:

مدلی که بتواند تا ۲۰٪ کاهش در مصرف برق و سوخت را برای ساختمان های شهری رقم بزند. همچنین داشبورد مدیریتی حاصل از این پژوهش می تواند ابزار تصمیم گیری فوری برای مدیران تاسیسات باشد.

کاربردها:

کاربرد مستقیم در پروژه های هوشمندسازی شهری، مدیریت انرژی ساختمان های دولتی و تجاری، و سامانه های پایش سبز شهری.