Bina enerji performansını geliştirmede optimum çözümleri belirlemeye yönelik simülasyon ve çok amaçlı optimizasyon tabanlı bir karar destek modeli
A decision support model based on simulation and multi-objective optimization to determine optimum solutions for building energy performance
- Tez No: 410523
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. FAHRİYE HİLAL HALICIOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Yapı Bilgisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 249
Özet
Bina enerji performansını geliştirmeye yönelik karar verme sürecinde karar verici çok sayıda çözüm alternatifi arasından enerji, maliyet, çevresel etki gibi birden fazla kriteri aynı anda dikkate alarak optimum çözümü belirlemek zorundadır. Oldukça karmaşık olan bu süreçte ortaya çıkan başlıca üç problemin olduğu tespit edilmiştir. Bunlardan ilki, bu çözümlerin belirlenmesinde karar vericiyi yönlendirecek sistematik yöntemlerin yaygın olarak kullanılmamasıdır. İkincisi, bina enerji performansını geliştirme sürecinde girdi-çıktı etkileşimine yönelik bilgi desteğine ihtiyaç duyulmasıdır. Üçüncüsü ise, karar vericinin çok amaçlı optimizasyon problemiyle karşı karşıya olması ve buna çözüm üretme gerekliliğidir. Çalışmada bu problemlere çözüm olarak, hassasiyet analizi ve simülasyon tabanlı çok amaçlı optimizasyon yöntemlerine dayanan bütünleşik bir yaklaşımı kapsayan bir karar destek modeli önerilmiştir. Bina enerji performansını geliştirmede optimum çözümleri belirlemeye yönelik önerilen bu model, başta mimarlar olmak üzere tüm karar vericilere karar desteği sağlayacak biçimde geliştirilmiştir. Hassasiyet analizi yöntemi, tasarım parametrelerinin bina enerji performansı üzerindeki etki düzeylerinin belirlenmesi ve önem derecelerine göre sıralanması ile önemli bir bilgi desteği sağlamaktadır. Çok amaçlı optimizasyon yöntemi ise, birden fazla kriterin eş zamanlı ele alınmasını ve büyük çözüm kümeleri içerisinde araştırma yapılmasını gerektiren problemlere çözüm üretmede önemli bir güce sahiptir. Önerilen modelde, varyans tabanlı global hassasiyet analizi yönteminin uygulamasında EnergyPlus bina performans simülasyon programı, Matlab, Simlab ve Microsoft Excel programları bir arada kullanılmıştır. Çok amaçlı optimizasyon yönteminin uygulamasında ise, GenOpt optimizasyon programı EnergyPlus simülasyon programı ve Microsoft Excel programı ile entegre bir şekilde kullanılmıştır. Böylelikle, çalışma kapsamında önerilen modelde birden fazla programın belirli bir amaca yönelik entegre edilmesi ve yazılan bilgisayar kodlarıyla otomasyon sağlanması ile özgün bir karar destek yaklaşımı geliştirilmiştir. Önerilen model uygulanabilirliğinin test edilmesi amacıyla mevcut bir okul binası üzerinde uygulanmıştır. Bu tez çalışmasının sonucunda önerilen karar destek modelinin: Binanın yıllık ısıtma ve soğutma enerjisi tüketimleri ve Net Bugünkü Değer (NBD) kriterlerine göre optimum çözümlerin geliştirilmesinde; Binada odaklanılması gereken öncelikli uygulama alanlarının belirlenmesinde, potansiyel bir güce sahip olduğu saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
During decision making process for improving building energy performance, the decision maker is forced to determine the optimum solution out of many solution alternatives according to multiple criteria such as energy, cost and environment. This is a complex process in which there are three main problems. The first of these problems is the limited use of systematic decision making approaches that guide the decision maker to the most effective solution. Secondly, there is a need for knowledge support about input-output relationships in building energy performance. Thirdly, the decision maker is faced with a multi-objective optimization problem that needs to be solved. In this work, an integrated decision support model built on sensitivity analysis and simulation based multi-objective optimization is proposed to solve these problems. The proposed decision support model to determine optimum solutions for building energy performance is developed to mainly support architects as well as all the decision makers. Sensitivity analysis provides knowledge support by identifying influence levels of design parameters on building energy performance and ranking their order of importance. Multi-objective optimization, on the other hand, works powerfully on problems that require solving for multiple objectives at the same time and searching in large solution spaces. EnergyPlus building performance simulation software, Matlab, Simlab and Microsoft Excel are all used together for the execution of variance based sensitivity analysis. As for multi-objective optimization, GenOpt optimization package, EnergyPlus and Microsoft Excel are used in an integrative way. Therefore, by integrating multiple software tools towards a predefined goal and implementing automation by computer codes, a novel decision support approach is developed. The proposed model is applied to an existing school building to test its applicability. The proposed decision support model has potential for the following cases: Developing optimum solutions for building annual heating and cooling energy consumptions and Net Present Value (NPV) criteria; Identifying the primary application areas in building that should be focused on.
Benzer Tezler
- Architectural retrofit of educational buildings towards nearly zero energy and cost optimal levels considering the life cycle and occupant comfort
Yaşam döngüsü ve kullanıcı konforuna göre yaklaşık sıfır enerji ve optimal maliyet seviyelerine yönelik eğitim binalarının mimari yönden iyileştirilmesi
NAZANIN MOAZZEN FERDOS
Doktora
İngilizce
2020
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEYLA TANAÇAN
PROF. DR. MUSTAFA ERKAN KARAGÜLER
- Advanced architecture design strategy based on biomimicry towards high-performance design in high-rise buildings
Yüksek binalarda yüksek performanslı tasarıma yönelik biyomimikri temelli ileri mimari tasarım stratejisi
ZIYAD AMER MAJEED ALYASIRI
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
EnerjiYaşar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAŞAK KUNDAKCI KOYUNBABA
- Konut binaları enerji performansının cephe tasarım parametreleri açısından değerlendirilmesine yönelik bir karar destek modeli
A decision support model for the evaluation of residential buildings energy performance in terms of facade design parameters
HİLAL PARLAK ARSLAN
Doktora
Türkçe
2024
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜL KOÇLAR ORAL
- Sürdürülebilir çevre için mimari aydınlatma sistemi tasarımında kullanılabilecek bir yaklaşım
An architectural lighting system design approach for sustainable environments
FERİDE ŞENER YILMAZ
Doktora
Türkçe
2014
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPİN KÖKNEL YENER
- A decision-making method to determine the optimum P.V shading option for office buildings in the hot dry climate
Sicak ve kuru iklimdeki ofis binalari için optimum P.V gölgeleme seçeneğini belirlemeye yönelik bir karar verme yöntemi
MUSTAFA AMER MOHAMMEDJAWAD AL GHARRAWI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
MimarlıkBahçeşehir ÜniversitesiMimarlık, Planlama ve Tasarım Ana Bilim Dalı
ASSISTANT PROFESSOR DR. YİĞİT YILMAZ