Otimização de sistemas construtivos através da aplicação de um algoritmo genético

Abstract

Múltiplas características de desenho podem afetar a eficiência energética da envolvente do edifício, incluindo a sua forma, as características dos elementos construtivos, nomeadamente a quantidade de isolamento térmico, o tipo e a área dos envidraçados. No seguimento desta premissa, surge o interesse de estudos de processos de otimização que possam contribuir para uma maior eficiência energética. Visto tratar-se de um problema extenso, quando considerando os elementos construtivos com conjuntos de camadas de materiais, cada um com propriedades e espessuras distintas, um processo de tentativa e erro pode tornar-se moroso e inexequível. Neste trabalho desenvolveu-se uma ferramenta cujo objetivo é a otimização de sistemas construtivos baseada num algoritmo genético e com recurso a uma base-de-dados para garantir uma grande variabilidade de resultados. O algoritmo desenvolvido foi acoplado a um programa de geração de plantas de arquitetura, desenvolvido por investigadores da Universidade de Coimbra, para possibilitar encontrar soluções com desempenho térmico o mais otimizado possível. O algoritmo final é testado num caso de estudo onde a função objetivo é função das necessidades globais de energia do edifício. Para o cálculo destas necessidades foi utilizado o programa de simulação EnergyPlus versão 8.4.0. Os resultados do caso de estudo demonstraram melhorias de até 4,55% nas necessidades energéticas para cada individuo. Foram ainda tidos em consideração que os valores do coeficiente de transmissão térmica para cada elemento se adaptam para a minimização dos consumos, uma vez que neste estudo foram considerados os ganhos internos.