A simulation-based optimization method for building thermal design
Binaların termal tasarımı için simulasyon bazlı bir optimizasyon yöntemi
- Tez No: 503352
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BELİZ ÖZORHON ORAKÇAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, İnşaat Mühendisliği, Energy, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 266
Özet
Binaların çevre üzerinde dikkate değer bir etkisi vardır. Bu nedenle, ekonomik ve çevresel performans gibi çelişkili kriterleri karşılayan etkili tasarım konfigürasyonlarının bulunması önemli bir araştırma alanı haline gelmiştir. Bu çalışmanın amacı, resmi yönetmeliklerin ve yeşil bina sertifikasyon programlarının gereklerini yerine getirmekte ve maliyetleri optimize ederken aynı zamanda bina içerisindeki termal konforu korumakta tasarımcılara yardımcı olacak bir yazılım geliştirmektir. Bu bağlamda, geliştirilen yazılım ısı dengesi methodu tabanlı dinamik bir simulasyon modülünü, yaşam döngüsü maliyeti modülünü ve Matlab optimizasyon araç kutusunu birbirine bağlamaktadır. Ayrıca, geliştirilen araç en uygun maliyetli bina konfigurasyonunun bulunmasında gereken çok sayıda simulasyonu yapacak bir yöntem sağlamaktadır. Bir vaka çalışması yürütülerek geliştirilen araç test edilmiştir. Bu vaka çalışmasında Türkiye'deki tipik konut yapılarını temsil eden, İstanbul'da bulunan beş katlı bir bina kullanılmıştır. Yapı malzemeleri ve enerji piyasasında bir araştırma yapılmıştır ve bu araştırmaya dayanarak bir birim fiyat veritabanı oluşturulmuştur. Seçilen bina için belirlenen amaç fonksiyonunu en küçüklemek ve optimum bina konfigurasyonunu belirlemek amacıyla genetik algoritma optimizasyon yöntemi kullanılmıştır. Enerji simulasyonu sürecinde asgari düzeyde veri girişi gerektirmesi aracın kullanılabilirliğini yükseltmektedir. Ayrıca, iki farklı yazılım platformunu birleştirmek yerine, enerji simülasyonu ve optimizasyon işlemlerini tek bir platformda gerçekleştirmek, optimum tasarım konfigürasyonunun bulunması için gereken süreyi kısaltmakta ve platformlar arası uyum sorunlarını azaltmaktadır. Kullanılan yöntemin, en uygun bina konfigürasyonunun bulunmasındaki etkinliği yürütülen vaka çalışmasında sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
Buildings have a remarkable impact on environment, therefore finding efficient design configurations satisfying conflicting criteria such as, economic and environmental performance has become an important task. The aim of this study is to provide a tool to aid designers in satisfying the requirements of government regulations and green building certification programs, while optimizing the costs and maintaining the thermal comfort. In this context, the developed tool combines a dynamic energy simulation module based on heat balance method and a Life Cycle Cost (LCC) module with an optimization toolbox (Matlab - OptimTool). The developed tool offers an effective method to perform large number of simulations to find cost-optimal building configuration. The tool was tested on a case study that represents a typical residential building in Turkey. Based on an extensive market search for building materials, a database required for optimization process is developed. A genetic algorithm (GA) optimization technique is utilized to minimize the objective function and find the cost-optimal building configuration for the selected building. Development of a simulation-based optimization method fulfills the need for a tool that assists designers to find better design alternatives at the preliminary design stage. The tool requires least amount of data input for energy simulation process to improve usability. Besides, instead of coupling two separate software packages, performing the energy simulation and optimization processes on a single platform (Matlab) reduces the time required to find cost optimal design and compatibility issues. The effectiveness of the approach for finding cost optimal building configuration is demonstrated in the presented case studies.
Benzer Tezler
- An approach for simulation-based multi-objective optimization of dynamic shading devices
Dinamik gölgeleme elemanlarının simülasyon tabanlı çok amaçlı optimizasyonuna yönelik bir yaklaşım
AYÇA KIRIMTAT
Doktora
İngilizce
2024
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLTEN MANİOĞLU
- 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
- Enerji verimliliğinin kent ölçeğinde planlanması ve mekan ile etkileşimi Milas örneği
Planning energy efficiency in urban scale, it's interaction with urban form Milas case
KEREM BEYGO
Doktora
Türkçe
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET ALİ YÜZER
- Enerji etkin bina kabuk tasarımları için en iyileme tabanlı yeni yaklaşımlar
Optimization-based new approaches for energy-efficient building envelope designs
SALİH HİMMETOĞLU
Doktora
Türkçe
2022
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiErciyes ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMEL KIZILKAYA AYDOĞAN
DOÇ. DR. YILMAZ DELİCE
- Hibrit üç yönlü periyodik minimal yüzeyli üç boyutlu grafen yapıların mekaniği ve tasarımı
The mechanics and design of hybrid triply periodic minimal surfaces of three dimensional graphene
OSMAN FURKAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA