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metadata.dc.type: Tese
Issue Date: 11-Dec-2019
metadata.dc.creator: ZEMERO, Bruno Ramos
metadata.dc.contributor.advisor1: TOSTES, Maria Emília de Lima
Title: Metodologia para o projeto preliminar de edifícios utilizando otimização multiobjetivo baseada na simulação de desempenho
Other Titles: Methodology for the preliminary design of buildings using multi-objective optimization based on performance simulation
metadata.dc.description.sponsorship: CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Citation: ZEMERO, Bruno Ramos. Metodologia para o projeto preliminar de edifícios utilizando otimização multiobjetivo baseada na simulação de desempenho. Orientadora: Maria Emília de Lima Tostes. 2019. 113 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2019. Disponível em:http://repositorio.ufpa.br:8080/jspui/handle/2011/12272 . Acesso em:.
metadata.dc.description.resumo: O consumo de energia em edificações tem um grande impacto energético e ambiental em todo o mundo. O projeto arquitetônico tem um grande potencial para resolver esse problema, porque o envoltória da edificação exerce influência sobre o desempenho geral do sistema, mas essa é uma tarefa que envolve muitos objetivos e condicionantes. Nas últimas duas décadas, estudos de otimização aplicados à eficiência energética de edificações ajudaram projetistas a escolher as melhores opções de projeto. No entanto, ainda há uma falta de abordagens de otimização aplicadas ao estágio inicial de projeto, que é o estágio mais influente para a eficiência energética da edificação ao longo de todo o seu ciclo de vida. Portanto, esta tese apresenta um modelo de otimização multiobjetivo para auxiliar os projetistas no partido arquitetônico da edificação, por meio do algoritmo PAES (Pareto Archived Evolutionary Strategies) com o EnergyPlus Simulator acoplado, para avaliar as soluções. O processo de busca é executado por um matriz binária onde os componentes do matriz evoluem ao longo das gerações, juntamente com os outros componentes da edificação. A metodologia visa encontrar soluções ótimas com o menor custo construtivo associado à maior eficiência energética. No estudo de caso, foi possível simular o processo de utilização do modelo de otimização e analisar os resultados em relação a: princípios bioclimáticas, desempenho econômico, desempenho ambiental, desempenho energético, usabilidade e precisão, provando que a ferramenta serve como suporte no projeto de construções. As soluções ótimas atingiram uma considerável economia de energia e emissões operacionais de CO₂ operacionais em relação ao típico, bem como retorno do investimento a curto prazo nos quatro diferentes climas.
Abstract: Buildings energy consumption has a great energetic and environmental impact worldwide. The architectural design has great potential to solve this problem because the building envoltória exerts influence on the overall system performance, but this is a task that involves many objectives and constraints. In the last two decades, optimization studies applied to energy efficiency of buildings have helped specialists to choose the best design options. However, there is still a lack of optimization approaches applied to the early design stage, which is the most influential stage for the building energy efficiency over its entire life cycle. Therefore, this article presents a multiobjective optimization model to assist designers in the preliminary building design, by means of the PAES (Pareto Archived Evolutionary Strategies) algorithm with the EnergyPlus Simulator coupled, to evaluate the solutions. The search process is executed by a binary array where the array components evolve over the generations, together with the other building components. The methodology aims to find optimal solutions with the lowest constructive cost associated with greater energy efficiency. In the case study, it was possible to simulate the process of using the optimization model and analyse the results in relation to: bioclimatic principles, economic performance, environmental performance, energy performance, usability and accuracy, proving that the tool serves as support in building design. Optimal solutions achieved energy savings and operational CO₂ emissions over typical standards, as well as short-term return on investment in four different types of weather.
Keywords: Projeto de edificações
estágio inicial de projeto
otimização multiobjetivo
simulação de desempenho
metadata.dc.subject.areadeconcentracao: SISTEMAS DE ENERGIA
metadata.dc.subject.linhadepesquisa: FONTES RENOVÁVEIS
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pará
metadata.dc.publisher.initials: UFPA
metadata.dc.publisher.department: Instituto de Tecnologia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
metadata.dc.source: 1 CD-ROM
Appears in Collections:Teses em Engenharia Elétrica (Doutorado) - PPGEE/ITEC

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