A NOVEL DESIGN-BASED OPTIMIZATION SOLUTION FOR BUILDING BY SENSITIVITY ANALYSIS

Authors

QODSIYE NAJAFI, Faculty of Architecture and Urbanism, Imam Khomeini International University, Qazvin, IranFollow
YOUSEF G. MAHLABANI, Faculty of Architecture and Urbanism, Imam Khomeini International University, Qazvin, IranFollow
ALI GOHARIAN, Department of Architecture, Tarbiat Modares University, Tehran, IranFollow
MOHAMMADJAVAD MAHDANIVEJAD, Department of Architecture, Tarbiat Modares University, Tehran, IranFollow

Abstract

The important objective of a building must be to provide a comfortable environment for people. Heating, ventilation and air conditioning (HVAC) systems provide a comfortable environment, but they are using high energy consumption, therefore, designing an energy-efficient building that balances energy performance and thermal comfort is necessary. To achieve this subject is important to choose the effective parameters for energy performance. This research aim is to produce a methodology for multi-objective optimization of daylight and thermal comfort in order to study the effect of wall material and shading of an office building (Tehran a basic-location). The building simulation was developed and validated by comparing predicted daylight hours and thermal comfort hour based on test and training on Jupiter Notebook (Anaconda3). The sensitivity analysis uses a multiple linear regression (MLR) method. Secondly, optimization is based on a genetic algorithm (GA) with the effective parameters to optimize the daylight and thermal comfort performance. For this, we developed a parametric model using the Grasshopper plugin for Rhino and then use Honeybee and Ladybug plugins to simulate thermal comfort and daylight, at the end use the Octopus engine to find an optimization solution. The result of this paper is essential as a preliminary analysis for shading devices, window-to-wall ratios, and wall construction optimization in the open-plan office.

Keywords

Thermal comfort, designerly approach to daylighting, multi-objective optimization, sensitivity analysis.

الملخص (Abstract in Arabic)

يجب أن يكون الهدف الأهم للمبنى هو توفير بيئة مريحة للناس. توفر أنظمة التهوية والتدفئة وتكييف الهواء بيئة مريحة ولكنها تستخدم استهلاكًا عاليًا للطاقة، وبالتالي فإن تصميم مبنى موفر للطاقة يوازن بين أداء الطاقة والراحة الحرارية أمر ضروري. لتحقيق هذا الغرض من المهم اختيار المتغيرات الفعالة لأداء الطاقة. يهدف هذا البحث إلى إنتاج منهجية للتحسين متعدد الأهداف للإضاءة الطبيعية والراحة الحرارية من أجل دراسة تأثير مواد الجدار وتظليل لمبنى المكاتب (اختيار طهران كموقع أساسي). تم تطوير محاكاة المبنى والتحقق من صحتها من خلال مقارنة ساعات النهار المتوقعة وساعة الراحة الحرارية بناءً على الاختبار والتدريب على Jupiter Notebook (Anaconda3). تم استخدام تحليل الحساسية عن طريق طريقة الانحدار الخطي المتعدد (MLR). ثانيًا، يعتمد التحسين على الخوارزمية الجينية (GA) مع المتغيرات الفعالة لتحسين أداء الإضاءة الطبيعية والراحة الحرارية. لهذا، قمنا بتطوير نموذج بارامترى باستخدام البرنامج المساعد Grasshopper لـ Rhino ثم استخدم مكونات Honeybee و Ladybug لمحاكاة الراحة الحرارية وضوء النهار، ثم في النهاية استخدم محرك Octopus لإيجاد حل أمثل. تعتبر نتيجة هذه الورقة ضرورية كتحليل أولي لأجهزة التظليل، ونسب النافذة إلى الجدار، وتحسين بناء الجدار في فراغات المكاتب المفتوحة.

الكلمات الدالة (Keywords in Arabic)

الراحة الحرارية، توجه تصميمى للإضاءة الطبيعية، تحسين متعدد الأهداف، تحليل حساسية.

Disciplines

Architecture | Arts and Humanities | Education | Engineering

Recommended Citation

NAJAFI, QODSIYE; MAHLABANI, YOUSEF G.; GOHARIAN, ALI; and MAHDANIVEJAD, MOHAMMADJAVAD (2023) "A NOVEL DESIGN-BASED OPTIMIZATION SOLUTION FOR BUILDING BY SENSITIVITY ANALYSIS," Architecture and Planning Journal (APJ): Vol. 28: Iss. 3, Article 18.
DOI: https://doi.org/10.54729/2789-8547.1213