Simulation-based optimization for an origami-shaped canopy
This study perceives the developing process of Simulation-based Optimization (SBO), using Octopus® for Grasshopper®. This investigation aimed to optimize an Origami-inspired canopy designed to admit solar radiation and daylight in transitional spaces. As optimization objectives, we employed the maxi...
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Julkaistu: |
Universidade Estadual de Campinas
2020
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oai:ojs.periodicos.sbu.unicamp.br:article-86582502020-08-07T18:07:20Z Simulation-based optimization for an origami-shaped canopy Otimização baseada em simulação para uma cobertura inspirada em origami Lucarelli, Caio de Carvalho Carlo, Joyce Correna Martinez, Andressa Carmo Pena Otimização multicritério Espaços de Transição Octopus Temperatura Fisiológica Equivalente Iluminância Natural Útil Multicriteria design optimization Transitional spaces Octopus Physiological equivalent temperature Useful daylight illuminance This study perceives the developing process of Simulation-based Optimization (SBO), using Octopus® for Grasshopper®. This investigation aimed to optimize an Origami-inspired canopy designed to admit solar radiation and daylight in transitional spaces. As optimization objectives, we employed the maximization of Physiological Equivalent Temperature (PET) and Useful Daylight Illuminance (UDI). The method consists of shape optimization, considering the exclusion of non-robust parameters according to factorial analysis. The second step regards computational simulations for the admission of solar radiation and daylight performance within transitional spaces, followed by a comparative evaluation of the best solutions generated through the simulation process. We ran the simulations using Ladybug® and Honeybee® plugins. We simulated the canopy in three different transitional zones, which resulted in distinct shapes and performances. We adopted transitional spaces because they are neither indoor nor outdoor, and comfort standards are rarely evaluated. As the main results, the optimization generated maximum comfort of 93.75% for PET Percentage Time Comfortable and 93.8% for UDI for naturally conditioned spaces. These results denote that users are in thermal comfort for 93.75% of the time. For 93.8% of the evaluated time, illuminance levels are between 100 and 2000lx, and therefore in agreement with the recommended levels. Este estudo compreende o processo de desenvolvimento de uma Otimização baseada em Simulação (OBS), usando o plugin Octopus® para Grasshopper®. Esta investigação teve como objetivo otimizar uma cobertura inspirada em Origami, projetada para admitir radiação solar e luz natural em ambientes de transição. Como objetivos da otimização, empregamos a maximização da Temperatura Fisiológica Equivalente (PET) e da Iluminância Natural Útil (UDI). O método consiste na otimização da geometria, considerando a exclusão de parâmetros não robustos. O segundo passo refere-se a simulações computacionais para admissão de radiação solar e desempenho da luz natural, seguido de uma avaliação comparativa das melhores soluções geradas. Realizamos as simulações usando os plugins Ladybug® e Honeybee®. Simulamos a cobertura em três zonas de transição diferentes, o que resultou em formas e desempenhos distintos. Adotamos espaços de transição por não se classificarem como internos ou externos, com padrões de conforto raramente avaliados. Como principais resultados, a otimização gerou níveis máximos de conforto de 93,75% para o PET Percentual de Conforto e 93,8% para o UDI em espaços naturalmente condicionados. Esses resultados indicam que os usuários estão em conforto térmico por 93,75% do tempo. Para 93,8% do tempo, os níveis de iluminação estão entre 100 e 2000lx. Universidade Estadual de Campinas 2020-08-04 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion Text Texto application/pdf https://periodicos.sbu.unicamp.br/ojs/index.php/parc/article/view/8658250 10.20396/parc.v11i0.8658250 PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção; Vol. 11 (2020): Continuous publication; e020013 PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção; Vol. 11 (2020): Publicação contínua; e020013 PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção; v. 11 (2020): Publicação contínua; e020013 1980-6809 eng https://periodicos.sbu.unicamp.br/ojs/index.php/parc/article/view/8658250/22812 Global; contemporary Global; contemporâneo Copyright (c) 2020 PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção |
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This study perceives the developing process of Simulation-based Optimization (SBO), using Octopus® for Grasshopper®. This investigation aimed to optimize an Origami-inspired canopy designed to admit solar radiation and daylight in transitional spaces. As optimization objectives, we employed the maximization of Physiological Equivalent Temperature (PET) and Useful Daylight Illuminance (UDI). The method consists of shape optimization, considering the exclusion of non-robust parameters according to factorial analysis. The second step regards computational simulations for the admission of solar radiation and daylight performance within transitional spaces, followed by a comparative evaluation of the best solutions generated through the simulation process. We ran the simulations using Ladybug® and Honeybee® plugins. We simulated the canopy in three different transitional zones, which resulted in distinct shapes and performances. We adopted transitional spaces because they are neither indoor nor outdoor, and comfort standards are rarely evaluated. As the main results, the optimization generated maximum comfort of 93.75% for PET Percentage Time Comfortable and 93.8% for UDI for naturally conditioned spaces. These results denote that users are in thermal comfort for 93.75% of the time. For 93.8% of the evaluated time, illuminance levels are between 100 and 2000lx, and therefore in agreement with the recommended levels. |
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