Otimização multiobjetivo das dimensões dos ambientes de uma residência unifamiliar baseada em simulação energética e estrutural

Abstract

O desenvolvimento da tecnologia computacional nas últimas décadas levou a otimização associada à parametrização a possibilitar o desenvolvimento de projetos de melhor desempenho, com ou sem integração com a simulação. O intuito deste trabalho foi aplicar a otimização baseada em simulação na forma de uma edificação residencial unifamiliar com o objetivo de encontrar a composição que apresentasse o melhor desempenho térmico com o menor custo dos materiais construtivos, considerando-se restrições estruturais. Foram utilizados os programas Rhinoceros e Energy Plus, além de plug-ins para modelagem paramétrica, o intercâmbio de informações entre os programas e a condução da otimização. Foram realizadas duas simulações, a primeira considerando os custos dos componentes construtivos e os graus-hora de aquecimento e resfriamento combinados e a segunda considerando os custos e graus-hora de aquecimento, que produziu resultados mais relevantes. Dois casos de cada solução de Pareto foram selecionados para análise, dentre 19,8 mil e 27,4 mil casos obtidos com uso de algoritmos evolucionários. Apesar das limitações de algumas das ferramentas, foi verificado um grande potencial de aplicação deste método no desenvolvimento de projetos arquitetônicos.

The development of computer technology in the past few decades led optimization associated with parameterization to develop designs that perform better, with or without the use of computer simulation. The purpose of this study was to apply this method to optimize the shape of a single family residential building with the goal of finding the design that presented the best thermal performance with the lowest cost of construction materials, considering structural constraints. The software Rhinoceros, Energy Plus and plug-ins for parametric modelling, information exchange between software and conduction of optimization were used in this study. Two simulations were performed, one considering the cost of construction materials and combined heating and cooling degree-hours, the second considering cost and heating degree-hour, which produced more relevant results. Two cases of each Pareto Front were selected for analysis, out of 19.8 thousand and 27.4 thousand cases obtained through evolutionary algorithms. Despite the limitations presented by some tools, the study demonstrated that there is great potential for implementation of this technology in the development of architectural projects.