ترجمه فارسی عنوان مقاله

بهینه سازی طراحی آرایش های پوششی ساختمان اداری برای بقای انرژی

عنوان انگلیسی

Design optimization of office building envelope configurations for energy conservation

کد مقاله	سال انتشار	تعداد صفحات مقاله انگلیسی
61624	2016	11 صفحه PDF

منبع

Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)

Journal : Applied Energy, Volume 171, 1 June 2016, Pages 336–346

فهرست مطالب ترجمه فارسی

چکیده

کلمات کلیدی

1.مقدمه

2. روش شناسی

2.1. ENVLOAD، ساخت آرایش های پوشش OBEM، و مطالعه ی موردی

2.2. الگوریتم TS

2.3. OPOBEM

3. نتایج و مباحث

3.1. حالت 1. طراحی بهینه در مقایسه با طرح دستی معماران

3.2. حالت 2. طرح بهینه با نرخ مشابه بازشدگی پنجره ی طرح اصلی

3.3. تجزیه و تحلیل اقتصادی بودن اندازه ی متفاوت دنل

4. نتیجه گیری

ترجمه کلمات کلیدی

ساختمان سبز؛ جستجوی ممنوعه ؛ بهينه سازي؛ پوشش ساختمان - حفاظت انرژی

کلمات کلیدی انگلیسی

Green building; Tabu search (TS); Optimization; Building envelope; Energy conservation

ترجمه چکیده

طراحی آرایش های پوششی ساختمان اداری با هزینه ی پایین ساخت و ساز و مصرف کم انرژی یک مسئله ی بهینه سازی گسسته می باشد. آرایش در حال حاضر تنها بر پایه ی تجارب معماران تعیین می شود که این امر منجربه کمبود هزینه می شود یا بوسیله ی شبیه سازی عملکرد انرژی ساختمان تعیین می شود که زمان بر بوده و شامل فرآیندهای پیچیده ای می باشد. براساس معادله ی رگرسیون موثر برای جایگزین کردن شبیه سازهای پیچیده ی انرژی، این مطالعه یک مدل آرایش و عملکرد انرژی پوشش ساختمان اداری (OBEM) برای ارائه ی آرایش های پوشش از جمله ماده ی ساخت و ساز، نوع سایبان، طول سایبان، تعداد پنجره و طول و عرض پنجربه برای مراجعه ی معمارها توسعه داده است. همچنین، جستجوی ممنوعه، که در حل مسائل بهینه سازی گسسته موثر می باشد، با OBEM به یک سیستم پشتیبانی از تصمیم بهینه ی بهOBEM (OPOBEM) ادغام شد. OPOBEM به ساخت و ساز ساختمان اداری واقعی برای بهینه سازی آرایش پوشش آن در حداقل بودجه ی ساخت و ساز تحت قوانین بقای انرژی و ساختمان های سبز به کار رفت. نتیجه نشان می دهد که نصب بهینه سازی شده ی نوع سایبان بطور موثر گین گرمای خورشیدی را مطابق با تغییر بالای ضریب سایبان کاهش می دهد، در نتیجه به هدف بقای انرژی دست یافته و هزینه های پوشش را کاهش می دهد. در مقایسه با تخمین دستی معماران، طراحی بهینه ی پوشش باعث تقریبا 41% صرفه جویی در بودجه می شود، در نتیجه نشان دهنده ی امکانپذیر بودن اوپ پیشنهادی می باشد.

ترجمه مقدمه

ساخت و ساز ساختمان های سبز تقریبا با انرژی صفر یک هدف بزرگ در خط مشی های جهانی انرژی می باشد. ساخت نماهای پوششی ساختمان تأثیر چشمگیری روی بازده انرژی ساختمان ها، کیفیت محیط داخلی و راحتی گرمایی انسان دارد؛ در نتیجه، ارزیابی موثر عملکرد گرمایشی پوشش های ساختمان در کاهش مصرف انرژی تهویه هوا حیاتی است. بویژه، طراحی دقیق پوشش ساختمان می تواند بطور چشمگیری به بهبود بازده های انرژی ساختمان کمک کند. چندین استاندارد بازده انرژی پوشش ساختمانی، مانند معادله ی ارزش کلی انتقال گرما (OTTV) و بار سالانه ی محیط (PLA)، مطرح شده و بازبینی شدند تا به ساختمان های مختلف در کشورهای مختلف مطابق با نوع آب و هوا، دوره ی تجزیه و تحلیل یا نوع ساختمان به کار روند. برای انتخاب OTTV بعنوان یک شاخص موثر در تایوان شک وجود دارد، جایی که بار خنک کننده پیش غالب می باشد. PLA مطرح شده توسط دولت ژاپن بصورت بار گرمایشی سالانه ی فضاهای محیطی درون 5 متر دیوار بیرونی تعریف می شود. مدل های جامع گرمایشی ساختمان از جمله برنامه ی شبیه سازی سیستم گذرا و برنامه ی شبیه سازی انرژی کل ساختمان (TRNSYS) برای تسهیل تخمین عملکرد انرژی ساختمان مورد استفاده قرار گرفتند. با این حال، عملیات این نوع برنامه هایی زمان بر بوده و شامل فرآیندهای پیچیده می باشد. برای ساده سازی فرآیندهای پیچیده ی تخمین عملکرد انرژی ساختمان و اعمال سریع آن به مسائل واقعی، مگنیر و حقیقت از TRNSYS برای ایجاد پایگاه داده ی انرژی ساختمان برای شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) تمرینی استفاده کردند و ANN های مبتنی بر شبیه سازی را با الگوریتم چندهدفه ترکیب کردند تا به یک طرح ساختمانی بهینه دست یابند. بطور مشابه، برخی از مطالعات عبارت رگرسیون ساده را برای پیش بینی عملکرد سالانه ی انرژی ساختمان براساس نتایج شبیه سازی برنامه های انرژی ساختمان تجاربی ارائه کردند. چو و چنگ مفهوم رگرسیون را برای پیش بینی اوج بار خنک سازی ساختمان بسط دادند. در تایوان، یک معادله ی رگرسیون ENVLOAD بوسیله اصلاح PLA با داده های محیطی محلی بسط دادند تا عملکرد انرژی پوشش ساختمان را تخمین بزنند. ENVLOAD نشان دهنده ی مجموع بار گرم سازی و خنک سازی سالانه در محیط مساحت کف پر یونیت ساختمان ها، براساس مطالعات موردی صدها ساختمان با زمینه های آب و هوایی مختلف در نواحی باد موسی زیر حاره ای و حاره ای تعیین شد. اندازه ی پایین ENVLOAD نشان دهنده ی تقاضای پایین انرژی پوشش ساختمان و بقای بالای انرژی می باشد، به نحوی که یک شاخص طرحای برای ساختمان های سبز می باشد. با این حال، ENVLOAD در حال حاضر بوسیله ی تعیین دستی معماران براساس طرح معماری که کاربردپذیری آن را محدود می کند، تعیین می شود. بعلاوه معماران اغلب پوشش های ساختمانی را براساس تجربه ی خود برای بقای انرژی طراحی می کنند، اما این نوع روش های ذهنی ممکن است ویژگی های طراحی بهینه ارائه نداده و منجربه بودجه بالای ساخت و ساز شوند. پوشش بهینه سازی شده ی ساختمان برای دستیابی به عملکرد بالای انرژی ساختمان در طراحی ساختمان سبز مورد نیاز می باشد. مطالعات از روش های بهینه سازی برای کمک به معماران در انتخاب ویژگی های بهینه ی پوشش ساختمان استفاده کرده اند. برای مثال، فسنقری و همکارانش مصرف انرژی را بوسیله ی دستکاری مواد پوششی ساختمان، شامل نوع عایق، سقف، و نوع، اندازه و لعاب پنجره به حداقل رساندند. در بهینه سازی طرح ساختمان، معماران باید برخی اوقات مقادیر انتگرالی یا گسسته را به متغیرهای طراحی ساختمان اختصاص دهند. الگوریتم های ابتکاری، مانند الگوریتم ژنتیک و جستجوی ممنوعه (TS)، بعنوان بهینه سازهای کارآمد برای حل مسائل گسسته و پیوسته ی بهینه سازی تعیین شدند. ها و همکارانش از TS برای کنترل مصرف توان در یک سیستم خودکار خانگی بوسیله ی تعیین زمان شروع برخی از خدمات استفاده کردند. در عین حال، TS همچنین نسبت به بهینه سازهای دیگر برای حل برنامه ی غیر خطی عدد صحیح مختلط موثرتر نشان داد. چند محقق از TS برای بهینه سازی طرح ساختمان استفاده کرده اند، و هیچ یک در مورد بهینه سازی نماهای پوشش ساختمان اداری گزارش ارائه ندادند. بعلاوه، ساختمان های اداری بعنوان منبع اصلی رشد مصرف انرژی در مناطبق شهری در نظر گرفته می شوند. در نتیجه، هدف این مطالعه توسعه ی OPOBEM می باشد. ابتدا OBEM براساس معادله ی ENVLOAD ایجاد شد. OBEM اقدام به ارائه ی ENVLOAD ساختمان اداری و آرایش های مفید پوشش ساختمان اداری برای برآورده سازی طرح معمار، از جمله تعداد پنجره، طول و عرض پنجره، نوع صفحه ی سایبان، طول صفحه ی سایبان، جنس شیشه ی پنجره، ماده ی مورد استفاده در دیوار، ماده ی سقف، ماده ی پرده ی شیشه، و هزینه ی پوشش می کند. OPOBEM بهینه ساز TS را با OBEM ادغام می کند تا هزینه ی ساخت و ساز پوشش ها را به حداقل رسانده و همزمان ضرورت های قوانین ساختمان سبز را رعایت کند. صحت OPOBEM در طراحی یک ساختمان واقعی اداری شرح داده شد؛ دو حالت طراحی بررسی شد و تجزیه و تحلیل بازده هزینه ی ساختمان در مقادیر مختلف درخواستی ENVLOAD برای نمایش امکانپذیر بودن OPOBEM بعنوان یک مرجع معماری پیاده سازی شد.

دانلود رایگان 2 صفحه اول مقاله لاتین (PDF)

پیش نمایش مقاله

چکیده انگلیسی

Designing envelope configurations of office building with the low construction cost and energy consumption is a discrete optimization problem. The configuration is currently determined merely on architects’ experiences resulting in an inefficient expense or by building energy performance simulation which is time-intensive and involves complex processes. Based on an efficient regression equation to substitute complex energy simulators, this study developed an Office Building envelope Energy performance and configuration Model (OBEM) to provide envelope configurations, including construction material, sunshade type, sunshade length, window number, and window length and width for architects’ reference. Also, Tabu search, which is effective in solving discrete optimization problems, was integrated with OBEM into an Optimal OBEM decision support system (OPOBEM). The OPOBEM was applied to a real office building construction for optimizing its envelope configuration at minimum construction budget under the energy conservation regulations of green buildings. The result shows that the optimized installation of sunshade type efficiently reduces solar heat gain according to the high variation of the sunshade coefficient, thus achieves the goal of energy conservation and reduces the envelope costs. Compared with architects’ manual estimation, the optimized envelope design realizes nearly 41% budget savings, thus demonstrating the feasibility of the proposed OPOBEM.