به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

multi-objective optimization

در نشریات گروه هنر و معماری
تکرار جستجوی کلیدواژه multi-objective optimization در مقالات مجلات علمی
  • فاطمه مهرورز، محمدرضا بمانیان*، افسانه زرکش
    اهداف

    بهره گیری از عناصر معماری غیرفعال به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی و استفاده بهینه از نور روز راهکاری متداول در در معماری سنتی ایران است. عوامل مختلف از قبیل شکل و جهت گیری ساختمان، موقعیت بازشوها، بهره گیری از مصالح بومی و سایه اندازها به عنوان عناصر معماری اسلامی ایرانی در اقلیم گرم و مرطوب شناخته می شود. هدف اصلی این پژوهش ارزیابی کارآمدی و بهینه سازی عناصر معماری در آب و هوای گرم و مرطوب شهر بوشهر با تمرکز بر کنترل مصرف انرژی و بهره مندی از نور طبیعی است. 

    روش ها

    نخست به وسیله منابع کتابخانه ای عناصر اقلیمی مسکونی معماری بوشهر شناسایی شد. سپس در محیط نرم افزار راینو و پلاگین گرسهاپر متغیرهای منتخب به صورت پارامتریک مدلسازی و توسط از ابزارهای انرژی پلاس و رادیانس آنالیز داده های کمی انجام می شود. در نهایت الگوهای بهینه توسط الگوریتم ژنتیک انتخاب و ارائه می شود.

    یافته ها

    نتایج نشان می دهد با بهینه سازی عناصر معماری به کار رفته در مسکن بوشهر، روشنایی مفید نور روز را تا 96% افزایش و مصرف انرژی را تا 174.1کیلو وات ساعت بر متر مربع کاهش می یابد. در اقلیم گرم و مرطوب علاوه بر اهمیت استفاده از تهویه طبیعی توجه به حداقل جذب تابش خورشید اهمیت فراوانی دارد.

    نتیجه گیری

    نتایج پژوهش نشان می دهد که توجه به مجموعه عناصر معماری غیرفعال مانند استفاده از شناشیر، تناسبات اتاق موقعیت پنجره ها باعث افزایش عملکرد ساختمان  می شود. یادگیری از مسکن سنتی بوشهر می تواند راهبردی برای چالش های معماری امروزی، به ویژه مصرف انرژی بالا و تنظیم شرایط محیطی فراهم نماید.

    کلید واژگان: بهره وری در مصرف انرژی، نظریه معماری سرآمد، نور روز، معماری اقلیمی بوشهر، بهینه سازی چند هدفه، معماری سنتی ایران، معماری اسلامی ایرانی
    Fatemeh Mehrvarz, Mohammadreza Bemanian*, Afsaneh Zarkesh
    Aims

    Utilizing passive architectural elements to conserve energy and optimize natural lighting is a common solution in traditional Iranian architecture. Various factors such as building shape and orientation, window positioning, use of local materials, and shading devices are recognized as traditional architectural elements in warm and humid climates. The main objective of this research is to evaluate the efficiency and optimize architectural elements in the warm and humid climate of Bushehr city, focusing on energy consumption control and utilization of natural light.

    Methods

    Firstly, through documentary resources, the residential architectural patterns of Bushehr were identified. Then, using the Rhinoceros software environment and Grasshopper plugin, selected variables were parametrically modeled, and quantitative data analysis was conducted using energy tools and radiation analysis. Finally, optimal patterns were selected using a genetic algorithm, and the final response was presented with an annual performance analysis.

    Findings

    By optimizing passive strategies, UDI could be increased up to 96%, and energy consumption could be reduced up to 174.1 kWh/m2. In hot and humid climates, paying attention to the minimum absorption of sunlight is essential, in addition to the importance of using natural ventilation.

    Conclusion

    Using passive architectural elements such as the use of Shenashir, the proportions of the room and the window-to-wall ratio increases the performance of the building. The conclusion emphasizes the pivotal role of the contemporization of traditional houses in resolving contemporary architectural challenges, especially high energy consumption and environmental regulation.

    Keywords: Energy Efficiency, Highperformance Architecture Theory, Daylight, Bushehr Climatic Architecture, Multi-Objective Optimization, Traditional Architecture
  • Ali Izadi, Shahram Minooee Sabery, Forough Farazjou, Haniyeh Sanaieian*

    In recent years, increasing attention has been given to improving the energy efficiency of buildings in order to reduce their environmental impact and operational costs. As a result, multi-objective optimization methods have become an important tool for optimizing building energy performance. This research reviews building performance analysis approaches in a comparative method and results in a systematic overview of the existing multi-objective optimization methods used in the field of building energy performance. This review covers a wide range of optimization techniques, including genetic algorithms (NSGA-II), evolutionary algorithms, particle swarm intelligence algorithms, and other metaheuristic approaches. Furthermore, the review provides a comprehensive analysis of the strengths and weaknesses of each method in different fields such as daylight, ventilation, and thermal performance analysis. In order to achieve the aims of the research alongside reviewing the Scopus scientific database, various relevant studies were investigated. Eventually, this study provides. Eventually, this review identifies gaps in the literature potential in research directions and proposes multiple ways for future research.

    Keywords: Multi-objective Optimization, Building envelopes, Thermal Performance, NSGA-II, Genetic Algorithm
  • رضا جوکار، مرتضی ملکی*
    اهداف

    بررسی عملکرد و میزان تاثیر پوسته ساختمان بر مولفه های روشنایی طبیعی و دریافت تابش، به عنوان مولفه های موثر بر کیفیت فضای داخلی، درقالب طراحی یک پوسته با الگوریتم ورونوی، هدف اصلی مقاله است.

    ابزار و روش

    با استفاده از الگوریتم ژنتیک و شاخص های روشنایی مفیدنور روز و انرژی دریافتی ازتابش خورشید، حالتهای بهینه از بین گزینه های طراحی پوسته ارایه شده اند. روش کار به صورت بهینه یابی چندهدفه -با استفاده ازالگوریتم ژنتیک رتبه بندی نامغلوب و مدل سازی پارامتریک در پلتفرم راینو و افزونه گرسهاپر با بهره گیری از ابزارهای آنالیز محیطی همچون انرژی پلاس و رادیانس برای محاسبات عددی- بوده است. طراحی پوسته دوم برای تمامی جهه هاحالات ممکن بررسی شدو برای هر جبهه به حالت بهینه نهایی دست یافتیم ودر انتها پوسته های طراحی انتخاب شده درسه حالت 1- بدون پوسته دوم، 2- لوورهای افقی و 3- ایجاد پوسته ورنوی؛ موردآنالیز و مقایسه قرار گرفتند.

    یافته ها

    در حالت بهینه نهایی پوسته ورنوی به عنوان پوسته دوم میزان افزایش روشنایی مفید نور روز نسبت به حالت بدون پوسته دوم برابر با63.29 درصد افزایش و نسبت به حالت استفاده از لوور های افقی 21.02 درصد افزایش داشته است. همچنین استفاده از این ایده طراحی، میزان دریافت تابش خورشیددر مقایسه با حالت بدون پوسته دوم برابر با 63.86درصد کاهش و نسبت به حالت استفاده از لوورهای افقی به عنوان پوسته دوم 15.38 درصد کاهش یافته است.

    نتیجه گیری

    پوسته طراحی شده حاصل فرایند بهینه سازی و استفاده از هندسه ورونویی عملکرد مناسبی در بهبود شاخص روشنایی مفید نور روز و کاهش دریافت تابش خورشید دارد.

    کلید واژگان: نور روز، طراحی پارامتریک، فضای اداری، بهینه سازی چند هدفه، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم ورونویی، معماری معاصر، پایداری، فناوری های نوین
    Reza Jokar, Morteza Maleki*
    Aims

    The main purpose of this article is to investigate the performance and impact of the building shell on natural lighting components and radiation reception, as components affecting the quality of the interior space, through designing a shell with Voronoi algorithm.

    Methods

    For this purpose, using the genetic algorithm and taking into account the Useful Daylight Illumination and the Total Radiation, optimal configurations are presented from among the design options of the shell, which is based on the Voronoi algorithm. The working method has been multi-objective optimization using NSGA-II and linear modeling in the Rhino platform and Grasshopper plugin using environmental analysis tools such as Energy Plus and Radiance for numerical calculations. Also, skins are analyzed in three cases: 1-an infilled wall without the second skin, 2-using horizontal louvers, and 3- Voronoi skin as the second skin.

    Findings

    It has been indicated that with Voronoi skin, the amount of average Useful Daylight Illuminance has increased by 63.86% compared to the case without the second skin, and by 21.02% compared to the case using horizontal louvers the second skin. Also, by this design idea, the amount of total solar radiation decreases by 63.86% compared to the case without the second shell and decreases by 15.38% compared to the issue of using horizontal louvers as the second shell.

    Conclusion

    The designed shell resulting from the optimization process and the use of Voronoi geometry has a good performance in improving the Useful Daylight Illuminance and reducing the amount of sunlight.

    Keywords: daylight, parametric design, office space, multi-objective optimization, genetic algorithm, contemporary architecture, sustainability, new technologies
  • نیلوفر هاشمی، شاهین حیدری*، مرتضی رهبر

    سایبان های خارجی یکی از اجزای بسیار مهم و کاربردی در طراحی معماری پایدار به ویژه در اقلیم های گرم هستند که تاثیر زیادی بر کنترل مصرف منابع انرژی برای کاربردهایی چون بار حرارتی، نور روز و آسایش حرارتی دارند که به نظر می رسد کمتر تحقیقی در مورد تاثیر کیفیت سایه اندازی بر این عملکردها به ویژه بر سازگاری حرارتی انجام شده باشد. برای این منظور، این مقاله با کمک برداشت های میدانی از یک ساختمان مسکونی در شیراز و شبیه سازی و اعتبار سنجی آن و سپس تولید یک سایبان پارامتریک خلاقانه با قابلیت تولید سایه اندازی های متنوع و در نهایت با استفاده از تکنیک نمونه برداری LHS و همچنین استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و بهینه سازی چند هدفه با الگوریتم NSGA III توانسته است نمونه های سایبانی بهینه ای را تولید کند که در نهایت بر مبنای میزان سازگاری حرارتی طبقه بندی شده اند. این طبقه بندی نشان می دهد که در سایبان های بهینه با وجود اینکه شاخص های نور روز در محدوده استاندارد هستند و می توانند 53% تا 73% در بار سرمایشی و 8% تا 10% نیز در بار گرمایشی صرفه جویی ایجاد کنند اما مدت زمان تامین آسایش حرارتی توسط آنها بین 4 تا 8 ماه متغیر است که این خود نشان دهنده اهمیت تاثیر کیفیت سایبان ها بر آسایش حرارتی است.

    کلید واژگان: سیستم سایبان پارامتریک، تکنیک نمونه برداری LHS، شبکه عصبی مصنوعی، بهینه سازی چند هدفه، سازگاری حرارتی
    NILOOFAR HASHEMI, Shahin Heidari *, Morteza Rahbar

    One of the main problems in the world is global warming, which is caused by the building sector and carbon emissions. Researchers have come to the conclusion that managing and reducing building energy consumptions and promoting sustainable building practices are crucial. Particularly in hot areas, exterior shading devices are one of the most significant and useful criteria for sustainable passive architecture design. They can have an impact on managing the building's energy resources, including thermal load, daylight, and adaptive thermal comfort. The application of the shadings is highly effective when shading design parameters have carefully and accurately been studied and designed because an inefficient shading device can easily increase the thermal load and create glare or darkness at the same time, or while keeping daylight indicators within the standard range, increase energy consumptions. Although many studies have investigated the design parameters of exterior shading devices including dimensions, materials, and the location of installation through optimization methods, it seems that none of the researches have considered the effect of shade quality on building performances. To investigate the quality of shading, through field measurement in a residential building in Shiraz, Iran, a model was simulated and validated and then a novel parametric exterior fixed shading device added to the model was created in grasshopper plugin which was able to produce a variety range of shadings. A large dataset of 13600 samples of the parametric shading was produced by applying the LHS technique, which created an outspread community of shading samples and executed the energy simulation for each sample. Then this large data set was used to train and test an Artificial Neural Network (ANN). This ANN was applied as a fast emulator and the searching space for multi-objective optimization through NSGA_III algorithm. The major goals in the optimization process are considered to be the least cooling and heating load, the minimum annual sun exposure (ASE), the maximum spatial daylight autonomy (sDA), and the minimum useful daylight illumination (UDI). These five functions are considered as independent variables. Finally, using an adaptive thermal comfort model, the Pareto front solutions have been categorized based on the Percent of Time Comfortable (PTC). This classification clearly demonstrates that although the optimized shading devices can keep the daylight standard indicators (ASE, sDA, and UDI) within acceptable ranges and reduce the cooling load from 53% to 73% and the heating load by from 8% to 10%, the values of PTC could vary by as much as 33.3% (i.e. 4 months of the year) to 66.67% (i.e. 8 months of the year). This range in PTC value is significant because, although certain optimal shading devices can maintain the PTC in interior spaces at 33.3%, other cases with the same rate of energy saving and daylight standard indicators can raise the PTC value to 66.67%. Therefore, this paper introduces the PTC in adaptive thermal comfort model as a new metric for evaluating the quality of the shading produced by any shading device types.

    Keywords: Parametric Shading Devices, Latin Hypercube Sampling Technique, Artificial Neural Network, Multi-objective optimization, Adaptive Thermal Comfort
  • وحید بختیاری*، ریما فیاض

    بهبود آسایش حرارتی، از جمله مسایل مهمی است که در ساختمان های امروزی مورد تاکید است. با توجه به روند رو به رشد مصرف انرژی،  تلاش برای صرفه جویی در ساختمان های کشور یک ضرورت انکار ناپذیر است. از طرفی استفاده بهینه از انرژی رایگان خورشیدی، محیطی مطلوب را برای ساکنین ساختمان فراهم می آورد و از سوی دیگر، سبب کاهش میزان انرژی مصرفی ساختمان در فصول سرد سال خواهد شد. از آنجا که روند کلی ساخت و ساز های مسکونی در کشور به سمت توسعه واحدهای آپارتمانی سوق پیدا کرده است؛ استفاده از راهکارهای اقلیمی که بتواند در چنین بناهایی به عنوان واقعیت موجود شهرسازی کشور مورد استفاده قرار گیرد، نیاز مهمی است که کمتر مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از فضاهای نیمه باز همچون بالکن، مهتابی و ایوان تحت عنوان «فضای نیمه باز» در واحدهای آپارتمانی مورد تاکید مقررات ملی ساختمان ایران است و در اکثر ساختمان های امروزی وجود دارد. درصورت طراحی هوشمندانه، این دسته از فضاها قابلیت تبدیل به یک گلخانه خورشیدی به عنوان یک سامانه ایستا برای جذب و بهره برداری از انرژی خورشیدی را فراهم می کنند.  هدف از این پژوهش، استفاده از هوش مصنوعی و بهینه سازی الگوریتمی به منظور یافتن ابعاد، فرم مشخصات فنی بهینه فضاهای نیمه باز آپارتمانی در اقلیم گرم و خشک، در جهت تبدیل آن ها به یک گلخانه خورشیدی برای استفاده در مواقع سرد سال است. روش تحقیق در این پژوهش شبیه سازی و استدلال منطقی است. از این رو با به خدمت گرفتن روش شبیه سازی فضایی مسکونی در شهر شیراز، پارامترهای فضای نیمه باز ساختمان (ابعاد فضای نیمه باز، ابعاد پنجره متصل به فضای داخل، نوع فضای نیمه باز، جنس شیشه و تهویه) به منظور ایجاد قابلیت تبدیل به گلخانه خورشیدی مورد بررسی قرار گرفت  و شرایط بهینه هریک از این پارامترها برای شهر شیراز تعیین شد. نتایج حاکی از آن است که چنین فضایی در حالت بهینه می تواند تا 54 درصد از مصرف انرژی گرمایشی ساختمان را کاهش دهد. در این میان بهترین پاسخ را فضای نیمه باز مهتابی  با استفاده از پوشش شیشه دوجداره، از خود نشان داد.

    کلید واژگان: بهینه سازی چند هدفه، معماری پایدار، الگوریتم ذوب فلزات، صرفه جویی در مصرف انرژی، گلخانه خورشیدی، فضای نیمه باز
    Vahid Bakhtyari *, Rima Fayaz

    Improving thermal comfort in buildings is one of the important issues that is emphasized in today's buildings. Given the growth in energy consumption, saving resources in buildings is an indispensable necessity. Optimal use of free solar energy on the one hand provides a favourable environment for the occupants of the building and on the other hand reduces the building energy consumption in cold months of the year. Since the overall trend of residential construction in Iran has led to the development of apartment units, Applying climate solutions that can be used in such buildings is an important need that is getting less attention these days. The use of semi-open spaces such as balconies, terraces and porchs in apartment units is emphasized by the National Building Regulations of Iran and is widely used in contemporary buildings.  When cleverly designed, these spaces can be converted to a sunspace to be used as a passive system for the absorption and utilization of solar energy. The purpose of this study is to use artificial intelligence and algorithmic optimization to find the optimal dimensions, from and properties of semi-open spaces in warm and dry climates in Iran, to transform them into a sunspace to be used in cold months of the year. The research method in this study is simulation and logical reasoning. To reach this goal, a residential space in Shiraz was simulated, and then the parameters of the semi-open space (dimensions, indoor window area, semi-open space type, glass type and ventilation) were investigated in order to convert it into a sunspace. Then the optimal conditions of each of these parameters for the city of Shiraz were determined. The results show that such an space can optimally reduce up to 54% of the building's heating energy consumption and the best results came from terraces using double glazing cover.

    Keywords: Multi-objective Optimization, sustainable architecture, simulated annealing algorithm, Energy Saving, sunspace, Semi-open Space
  • پیمان پیله چی ها*

    طراحی ساختمان فعالیتی کاملا پیچیده و چندوجهی است که در آن تیمی از طراحان تلاش می کنند بین پارامترهایی متنوع و متضاد که خود تابعی از قیدهای متنوع هستند تعادل برقرار کنند. به دلیل همین پیچیدگی، ابزارهای شبیه سازی عملکرد ساختمان ابداع شده اند و به دنبال آن، استفاده از روش های بهینه سازی، عموما به عنوان ابزار تصمیم گیری آغاز شده است. پژوهش حاضر مروری بر روش ها و الگوریتم های بهینه سازی مورد استفاده در طراحی ساختمان است و تلاش می کند تا علت انتخاب آنها را کشف کند، مسایل عملی و قابلیت های آنها را نشان دهد و خصوصیات کلیدی آنها را معرفی نماید. عدم شناخت معماران نسبت به این موضوعات و عقب ماندگی آنان نسبت به سایر رشته های مربوط به طراحی و نگهداری ساختمان، اهمیت موضوع را دوچندان می کند. مهم ترین اصل برای انتخاب استراتژی بهینه سازی مناسب، طبقه بندی الگوریتم های بهینه سازی و همچنین انتخاب الگوریتم مناسب برای یک مساله مشخص است. به همین دلیل پژوهش های متعددی در این حوزه بررسی شده اند و براساس آن، الگوریتم های بهینه سازی طراحی معماری به سه دسته تکاملی، جست وجوی مستقیم و ترکیبی تقسیم بندی شده اند. یافته ها نشان می دهد الگوریتم های تکاملی و به خصوص الگوریتم ژنتیک کاربرد بیشتری از سایر الگوریتم ها در بهینه سازی داشته است. در این پژوهش ها متغیرهای کلی طراحی نیز مصالح ساختمانی، فرم و جهت ساختمان، طراحی و ساختار سایه اندازی و نیز سیستم تهویه متبوع، بوده اند. در ضمن، تعداد مقالات پژوهشی که از این الگوریتم ها برای بهینه کردن طراحی ساختمان استفاده کرده اند، هنوز در مقابل تعداد مقاله های بهینه سازی کنترل ساختمان، خیلی کم است.

    کلید واژگان: بهینه سازی چندهدفه، الگوریتم بهینه سازی، ابزار شبیه سازی، ژنتیک
    P. Pilechiha*

    Building design is a quite complex activity where a team of designers working on diverse and contradictory parameters to make the balance between them. Because of this complexity, building performance simulation tools were developed and subsequently, the use of optimization methods, generally, as a decision-making tool is started.The current study is a review of the optimization methods and algorithms which are used in the design of the building and trying to discover the cause of their choice, practical issues, and demonstrate their capabilities and introduce key attributes. The lack of knowledge of architects about these issues and their backwardness compared to other disciplines related to design and maintain buildings double its importance.The most important basic rules to choose optimization strategy are classification algorithms and find suitable one for a specific problem. Several research papers in this area are investigated and according to them, optimization algorithms are divided into three categories including evolutionary algorithms, direct search (derivatives free), and the hybrid. The findings show that evolutionary algorithms and especially genetic algorithm application are more popular than other algorithms. The most study objectives to optimize are the environmental impact, the cost of initial investment, operating costs, and comfort criteria. In these studies, the design variables are construction materials, form and orientation of the building, cast shadows, and HVAC. In addition, the number of research papers that have used this algorithm to optimize the design of the building, than the number of articles on optimizing building control, is very low.

    Keywords: Multi-Objective Optimization, Optimization Algorithm, Simulation Tools, Genetics
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال