بهينه سازي چند هدفه شاكله پنجره به منظور تامين هم زمان مولفه هاي آسايش بصري و كارايي انرژي از طريق الگوريتم ژنتيك ( نمونه موردي: كلاس درس ابتدايي در تهران- ايران)

Multi-Objective Optimization of Window Configuration to Provide Integrated Visual Comfort Components and Energy Efficiency by the Genetic Algorithm (The Case Study: Primary School Classroom in Tehran- Iran)

حركت به سوي ساختمان هاي پايدار نيازمند آن است تا تأكيد بيشتري بر ارزيابي دقيق عملكرد نور روز و انرژي شود. اين امر به خصوص در مورد ساختمان هاي آموزشي داراي اهميت ويژه است، چرا كه تامين ميزان نور كافي هم زمان با ممانعت از ايجاد خيرگي و نيز كاهش مصرف انرژي در اين فضاها چالش بزرگي محسوب مي شود. در اين مقاله به منظور تامين هم زمان مولفه هاي آسايش بصري( افزايش روشنايي و كاهش خيرگي و كارايي انرژي كاهش مصرف انرژي در ساختمان هاي آموزشي(كلاس درس مدارس ابتدايي شهر تهران يك كلاس درس به عنوان مدل پايه مدلسازي پارامتريك شد و شبيه سازي پوياي عملكرد نور روز و انرژي بر روي آن انجام گرفت. سپس جهت دستيابي به مقادير بهينه پارامترهاي طراحي پنجره فرآيند بهينه سازي مبتني بر شبيه سازي از طريق الگوريتم ژنتيك و به صورت اتوماتيك در نرم افزار گرسهاپر بصورت چند هدفه صورت گرفت. نتايج حاصل، لزوم تعديل شرايط با اولويت وزني به عملكرد تور روز را نشان مي دهند. بهترين راه حل پارتو بر اساس كمترين فاصله تا بهينه جهاني عملكرد بهتري را نسبت به مدل پايه نشان مي دهد كه ميزان بهبود شاخص هاي DGPUDI و EUI به ترتيب 11، 15و 22 درصد است. در نهايت، بهينه سازي چند هدفه با تجسم مرزهاي فضاي راه حل به طور قابل ملاحظه پيچيدگي مشكل را كاهش داده و مي تواند طراح را در دستيابي به مجموعه اي از متغير هايي كه به طور همزمان مقادير نسبتا خوب از تمام توابع هدف در نظر گرفته شده و امكان انتخاب گزينه هايي با الويت هر يك از اهداف متضاد براي دستيابي به توافق بين انتظارات پروژه و طراحي نهايي را پشتيباني كند.

Moving towards sustainable buildings requires more emphasis on accurate assessment of daylighting and energy performance. This is particularly important for educational buildings, because providing sufficient light while preventing the glare and reducing energy consumption in these spaces is a major challenge. In this article the main purpose is the optimized design of window configuration in terms of daylighting and energy performance in educational buildings (primary school classroom) in Tehran city to provide integrated visual comfort components (increase illuminance and decrease glare) and energy efficiency (reduced overall energy consumption). In the process of achieving this purpose the basic models of the South classroom were modeled parametricly by Grasshopper and dynamic simulation of daylight and energy was performed on them. Then simulation-based automated optimization process through the Genetic algorithm was accomplished in multi-objective.The results indicated that adjustment of the conditions with a higher weight for daylighting performance is necessary. The best Pareto solution, based on the minimum distance to the global optimum performs better than base model, indicating that improvements in UDI, DGP, and EUI purpose are 11, 15, and 22 percent respectively.