Towards a generative simulation-based tool for creating diverse building layouts optimized for energy efficiency

Byggeindustrien står for 17,5 % av globale utslipp hvert år. Derfor er behovet for å redusere disse utslippene av stor betydning for industrien. Forskning har vist at endring av ulike designelementer i en bygning kan påvirke det totale energiforbruket. Ved å parametrisere disse elementene kan optimaliseringsmodeller, slik som Multi-objektive genetiske algoritmer (MOGA), brukes til å optimalisere bygningene for et antall med evalueringsfunksjoner. Ved grønne bygg bør evalueringsfunksjonen for optimaliseringsmodellen være energiforbruk. Denne oppgaven foreslår et generativt simuleringsbasert verktøy som manipulerer parameterisert geometri for å lage forskjellige bygningsoppsett optimalisert for energieffektivitet. Tre forskjellige designtilnærminger ble laget for denne studien. Den første er en planløsning som optimaliserer interiør- og eksteriørfaktorer. De to siste tilnærmingene tester vanlige bygningsformer for å finne den mest optimale formen. Honeybee-applikasjonen brukes til å transformere geometri til BIM-elementer. EnergyPlus brukes for energi simulering for å beregne energiforbruket til bygget. Til slutt bruker denne oppgaven MOGA hyper-volum estimering (HypE) som optimaliseringsmodell. Evalueringsfunksjonene som ble brukt i studien var maksimering av soleksponering og minimering av energiforbruket. Ett optimalisert resultat ble valgt fra hver designtilnærming og sammenlignet med en foreslått arkitektur fra HAV eindom på samme tomt. Alle utvalgte resultater fra denne oppgaven skåret bedre enn den foreslåtte arkitekturen på soleksponering og energiforbruk. Det har ikke vært tilstrekkelig forskning på å optimalisere parametriserte eksteriør- og interiørfaktorer, med fokus på bygningens utforming. Denne studien kombinerer disse faktorene og skaper et grunnlag for generative simuleringsbaserte verktøy som fokuserer på bærekraftige bygninger