Model based building energy optimization using meta-heuristics
Sezgisel üstü algoritmaları kullanarak model tabanlı bina enerji optimizasyonu
- Tez No: 416451
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ASLI AKÇAMETE GÜNGÖR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 226
Özet
Enerji verimliliği, enerji kullanım maliyetinin ve onun çevresel yan etkilerinin azaltılmasında önemli bir rol oynamaktadır. Yaşam döngüsü düşüncesi, binanın erken tasarım aşamasında karar vericilerin enerji tasarruflu çözümler geliştirmelerine rehberlik etmektedir; ama, uygulamada kullanılan araçların verimsiz olması ve tasarımda sürekli değişiklere hızlı reksiyon gösteren bir metodolojik yaklaşımdan yoksun olunmasından dolayı enerji analizleri sadece teknik şartnamelerde belirtilen sınırlara göre yapılmaktadır. Çok yönlü ve alternatifli tasarım değerlendirmeleri yapılamamaktadır. Bu çalışmada, sezgisel üstü optimizasyon yöntemleri kullanılarak enerji analizi uygulamalarındaki mevcut sorunların çözümüne yönelik iki enerji optimizasyon yöntemi geliştirilmiştir. İlk yöntemde, pratikte kullanılan TS 825 Türk Yalıtım Standardının zayıf kalan yönleri geliştirilerek birden fazla çok amaçlı problem analizini seri bir şekilde yapabilen, hızlı ve her türlü binaya uygulabilen, esnek bir enerji optimizasyon modeli bir grafik arayüzü kullanılarak EnrOpt adı ile geliştirilmiştir. Esnek bir model oluşturulmasından dolayı üç farklı pozisyon güncelleme yaklaşımları olan Diferansiyel Gelişim, Parçacık Sürüsü Eniyileştirici ve Geliştirilmiş Çapraz Dağıntı yöntemleri kullanılmıştır. İkinci yöntemde, Dynamo adlı görsel programlama aracılığıyla Yapı Bilgi Modellemesi araçlarıyla bütünleşik çalışan enerji simulasyon programından oluşan bir enerji optimizasyon yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntem, tasarımdaki yapılan sürekli değişimlerin güncellenip enerji analizinin daha etkin yapılmasını sağlarken, bina projesi paydaşları arasında etkili bir iletişim sağlayarak erken tasarım sürecinde karşılaşılabilecek sorunları da ortadan kaldırmaktadır. Enerji optimizasyon modelleri örnek binalarla test edilmiş ve Pareto optimal çözümler elde edilmiştir. EnrOpt arayüz programına etki eden enerji ve optimizasyon yönteminde yer alan parametrelerin parametrik analizi yapılmıştır. Sonuç olarak iklimsel ve geometrik verilerin detaylandırılmasının ve enerji kullanım takvimi geliştirilmesinin bina performans tahmini büyük ölçüde etkilediği görülmektedir. Bu iki model, farklı sezgisel üstü optimizasyon yöntemleri uygulanarak, çok geniş alternatiflerin analiz edilerek farklı bina tiplerine uygulanabilir.
Özet (Çeviri)
Energy efficiency plays a key role in minimizing energy usage cost and its environmental impacts. Life cycle thinking guides decision makers to develop energy-efficient solutions in building early design stage; however, in practice, energy analysis is done according to technical specifications' limits due to inefficient tools and lack of methodologies to response frequent changes in design. Therefore, alternative design solutions with different objectives cannot be generated. In this study, two energy optimization models are developed to solve existing energy analysis problems in practise. In the first model, a graphical user interface called EnrOpt that can be fast and flexible enough to be applied to multiple multi-objective problems and any building types is developed by strengthening weaknesses of practically applied TS 825 Turkish Thermal Standard. The metaheuristics with different position update strategies such as Differential Evolution, Particle Swarm Optimizer and Modified Cross Entropy Method are used to provide a flexible model. In the second model, Dynamo based BIM integrated energy simulation optimization model is proposed. This model offers effective communication between stakeholders to avoid possible problems encountered in early design while providing efficient energy analysis by updating frequent changes in design. Performance of energy optimization models are tested by case studies and Pareto optimal results are obtained. Parametric analysis of design parameters that affect energy model or optimization model on EnrOpt are performed. Results indicates that elaboration in climate and geometric data and energy use scheduling influences building energy estimation significantly. These two models can be applied to different building types by analyzing a vast of alternative designs using different meta-heuristics.
Benzer Tezler
- Bina türü yapılar için pasif sönümleyici sistemlerin optimizasyonu ve analizi
Optimization and analysis of passive damper systems for building type structures
APAER MUBULI
Doktora
Türkçe
2021
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşaİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNAN MELİH NİGDELİ
- Modelling of microwave transistor based SV-regression and building performance data base with its use in novel evolutionary design optimizations of nonuniform microstrip LNAs with a typical filtenna design
Mikrodalga transistorlerin destek vektör tabanlı performans veri kümelerinin yenilikçi evrimsel algoritmalar ile uniform olmayan mikrostrip hatlı LNA tasarım optimizasyonu ve örnek bir filtenna tasarımı
MEHMET ALİ BELEN
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ GÜNEŞ
- Enerji problemlerinin sezgisel üstü algoritma temelli yapay sinir ağları aracılığı ile optimizasyonu
Optimization of energy problems through heuristic algorithm based artificial neural networks
ŞEYMA NUR ATAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiMuş Alparslan ÜniversitesiNükleer Enerji ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH ŞEVGİN
- Akıllı yansıtıcı yüzey destekli telsiz haberleşme sistemi ve insansız hava aracı konumlandırma
Reconfigurable intelligent surface-assisted wireless communication system and unmanned aerial vehicles positioning
EMİR ASLANDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DR. MEHMET AKİF YAZICI
- A methodology for energy optimization of buildings considering simultaneously building envelope HVAC and renewable system parameters
Binalarda yapı kabuğu, mekanik sistemler ve yenilenebilir enerji sistemleri parametrelerinin eş zamanlı enerji optimizasyonu için bir yöntem
MELTEM BAYRAKTAR
Doktora
İngilizce
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE ZERRİN YILMAZ
PROF. DR. MARCO PERINO