کنفرانس بین المللی محاسبات نرم

صفحه اصلی / ششمین کنفرانس بین المللی محاسبات نرم

بهینه‌سازی پوسته ساختمان‌های آموزشی در اقلیم سرد و نیمه‌خشک با مقایسه الگوریتم‌های PSO و COA: مطالعه موردی یک مدرسه در کرمانشاه

نویسندگان :

عبداله ابراهیمی¹ سعید رحمت آبادی² رضا توشمالانی³

1- دانشگاه ازاد اسلامی واحد ساری 2- دانشگاه ازاد اسلامی واحد ساری 3- دانشگاه ازاد اسلامی واحد رشت

کلمات کلیدی :

ساختمان آموزشی،بهینه‌سازی پوسته،الگوریتم ازدحام ذرات (PSO)،الگوریتم فاخته (COA)،بهره‌وری انرژی

چکیده :

بهره‌وری انرژی در ساختمان‌های آموزشی به دلیل تأثیر مستقیم بر هزینه‌های بهره‌برداری و کیفیت محیط یادگیری، از اهمیت بالایی برخوردار است. با این حال، طراحی بهینه پوسته این ساختمان‌ها در اقلیم‌های چالش‌برانگیز، یک مسئله پیچیده و چندبعدی است. اگرچه الگوریتم‌های بهینه‌سازی فراابتکاری به طور گسترده‌ای در این حوزه به کار رفته‌اند، اما مقایسه‌ای نظام‌مند از عملکرد آن‌ها در یک نمونه موردی واقعی مدرسه و در اقلیم خاص سرد و نیمه‌خشک کمتر مورد توجه قرار گرفته است. این پژوهش با هدف پر کردن این شکاف، به مقایسه کارایی دو الگوریتم پرکاربرد، بهینه‌سازی ازدحام ذرات و الگوریتم فاخته، برای کمینه‌سازی مصرف انرژی سالانه می‌پردازد. برای این منظور، یک مدل بهینه‌سازی ریاضی برای یک مدرسه واقعی در کرمانشاه تعریف شد که متغیرهای کلیدی آن شامل ضریب انتقال حرارت جداره‌ها و نسبت پنجره به دیوار بود. بار انرژی با روش استاندارد درجه-روز محاسبه و هر دو الگوریتم با پارامترهای تنظیم‌شده اجرا شدند. نتایج نشان داد هر دو الگوریتم به کاهش چشمگیر مصرف انرژی منجر شدند؛ الگوریتم فاخته (کاهش ۴۵.۲ درصد) عملکردی اندکی بهتر از الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات (کاهش ۴۳.۸ درصد) نسبت به وضعیت پایه داشت. تحلیل فرآیند بهینه‌سازی آشکار ساخت که الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات با سرعت بیشتری به راه‌حل‌های مناسب همگرا می‌شود، در حالی که الگوریتم فاخته با کاوش دقیق‌تر، به راه‌حل نهایی بهتری دست می‌یابد. در نهایت، این تحقیق نشان می‌دهد که انتخاب الگوریتم بهینه، به فاز طراحی و توازن میان سرعت و دقت بستگی دارد و چارچوب ارائه‌شده، راهنمایی عملی برای طراحان به منظور دستیابی به مدارس پایدار با استفاده از ابزارهای محاسباتی فراهم می‌کند.