A novel framework to evaluate the performance of responsive kinetic shading devices in the early design stages
Tepkisel kinetik gölgeleme araçlarının erken tasarım aşamalarında performans değerlendirmesi için özgün bir yaklaşım
- Tez No: 467927
- Danışmanlar: PROF. DR. İKBAL SEVİL SARIYILDIZ, YRD. DOÇ. DR. ONUR DURSUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Mimarlık, Mühendislik Bilimleri, Computer Engineering and Computer Science and Control, Architecture, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yaşar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Hesaplama araçları, mimari tasarımın erken aşamasında daha iyi çevresel etki sağlayan çok sayıda tasarım alternatifini keşfetmek için büyük bir potansiyel sunmaktadır. Özellikle, tepkisel kinetik gölgeleme araçları aracılığıyla günışığı kontrolünde hesaplama araçlarının işlevi daha da önemlidir; çünkü, kontrol parametrelerinin belirlenmesi dinamik bir problem teşkil eder. Bununla birlikte, konu ilgili literatür eleştirel bir gözle incelendiğinde, tasarım hesaplama araçlarının kullanımında bazı hayati yönlerin ele alındığını görülmüştür. Uzun hesaplama süreleri, birçok tasarım alternatifi ve hava koşullarının gözardı edilmesine neden olmuştur. Bu nedenle, bu çalışmada, tasarım alanını yeterince araştırmayı ve tepkisel kinetik gölgeleme aygıtlarının (TKGA) performansının değerlendirilmesi sorunu araştırıldı. Bu doğrultuda, rasgele seçilen gündüz saatlerinde, kavramsal bir TKGA' nin kontrol parametrelerini, denk-model tekniğine dayalı çok amaçlı optimizasyon uygulayarak bulan yeni bir yaklaşım önerdik. Önerilen yaklaşımın yeterliliğini test etmek için deneysel bir araştırma yapılmıştır. Bu tasarımda, öncül parametrelerin saptanması, rastsal değişken üretimi, simülasyon, veritabanı oluşturma, yapay sinir ağları, optimizasyon ve hipotez testi gibi yöntemler ardısıra kullanılmıştır. Sonuçlar, önerilen yaklaşımı kullanmanın, geleneksel simülasyon tabanlı optimizasyon yöntemlerine kıyasla, çok daha kısa bir zaman zarfında optimum çözüm setine ulaşabildiğini ortaya koymuştur. Dahası, önerilen yaklaşım kullanılarak statik gölgeleme ve TKGA performansları hipotez testi ile kıyaslanmıştır. Oluşturulan deneyde, TKGA, günışığı aydınlatması ve manzaraya bakış metriklerinde optimize edilmiş statik olandan daha iyi performans göstermiştir. Bununla birlikte, iç sıcaklık dikkate alındığında önemli bir fark gözlenmemiştir. Bildiğimiz kadarıyla bu çalışma, son kullanıcıya, tepki veren kinetik ve optimize edilmiş statik gölgeleme arasında seçilmiş performans metriklerini resmi bir karşılaştırma yapmasını sağlayan bir çerçeve önermekte olan ilk çalışmadır. Gelecekteki çalışmalar, hava koşulları, tasarım parametreleri ve performans hedefleri arasındaki ilişkilere odaklanacaktır. Kullanılan teknikler arasındaki karmaşık etkileşimler nedeniyle, kullanıcı dostu bir grafik arayüz geliştirilmesi de gündeme gelecektir.
Özet (Çeviri)
Computational tools offer a great potential in the conceptual phase of architectural design, towards exploring numerous design alternatives that provide better environmental impact. Particularly in the domain of solar control with help of kinetic shading devices that respond to its environment, the function of computational tools is even more significant, since the determination of the control parameters introduces a dynamic problem. However, critical review of relevant literature suggests that the utilization of computational tools have failed to address some vital aspects. This has led exclusion of many design alternatives and weather conditions due to the high computational expenses. To this end, the current study aims to investigate the problem of adequately exploring the design space and evaluating the performance of responsive-kinetic shading devices (RKSD). For this purpose, we proposed a novel framework by implementing a surrogate-based technique for multi-objective optimization of control parameters of a conceptual RKSD on randomly sampled daylight hours. To test the adequacy of the proposed framework, an experimental research was designed. In this design, such methods as parameter initiation, variable randomization, simulation, database generation, neural networks, optimization, and hypothesis test were used in combination. Results revealed that using proposed framework one can adequately reach to optimum set of solutions in a fraction of a time when compared to traditional simulation-based optimization methods. More, utilizing proposed framework one can formally compare the performances between static shading and RKSD. In the case of our experimental design, RKSD outperforms the static one in daylighting and view metrics. However, considering indoor temperature no significant differences observed. To the best of our knowledge, the current work is the first to propose a framework, which allows an end user to conduct a formal comparison of selected performance metrics between responsive-kinetic and optimized-static shadings. The further works shall focus on the relationships between the weather conditions, design parameters, and the performance objectives. Due complex interactions among employed techniques, a user-friendly graphical user interface establishment shall also be in the agenda.
Benzer Tezler
- Türkiye'nin farklı iklim bölgeleri için ilköğretim dersliklerinin doğal aydınlatma sistemi tasarımına ilişkin bir yaklaşım
An approach to the natural lighting system design of primary school classrooms for different climate regions in Türkiye
GÖKÇE ERDEMİR ŞENDUR
Doktora
Türkçe
2025
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. ALPİN KÖKNEL YENER
- Dynamic data-driven optimization approach for flight selection problem
Uçuş seçimi problemi için dinamik veri odaklı optimizasyon yaklaşımı
ERDEM AKIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiVeri Mühendisliği ve İş Analitiği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAŞAR ÖZTAYŞİ
- Processing of polylactide nanofibrous and film structures: Effects of polymer blending and bio-additives on structure-property relationships
Polilaktit nanolif ve film yapılarının işlenmesi: Polimer karışımı ve biyo-katkıların yapı-özellik ilişkileri üzerine etkisi
HANDAN PALAK
Doktora
İngilizce
2025
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURÇAK KARAGÜZEL KAYAOĞLU
- Forecasting and reinforcement learning strategies for efficient energy exchange in peer-to-peer energy trading game among nano/microgrids: Empirical analysis
Nano/mikro şebekelerde eşler arası enerji ticaret oyunundaki etkili enerji ticareti için tahmin ve pekiştirmeli öğrenme stratejileri: Ampirik analiz
RABİA ŞEYMA GÜNEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVGİ ÖZKAN YILDIRIM
- Dinamik zemin model deneylerinin veri işleme analizleri ve sayısal model analizleri ile karşılaştırılması
Data processing analyses of soil model experiments and comparison with numerical model analyses results
ASLI ÇARK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESRA ECE BAYAT