Optimalisatie gebouwontwerp met een robuustheidsindicator
Download dan direct de PDF of lees eerst het beknopte overzicht.
Tijdens het ontwerpproces van een gebouw kunnen optimalisatiealgoritmen worden gebruikt om ontwerpbeslissingen te ondersteunen. De laatste jaren staat het gebruik van optimalisatiealgoritmen in de belangstelling bij veel onderzoeksgroepen. De algoritmen worden gebruikt om te zoeken naar ontwerpvarianten met de best mogelijke gebouwprestaties. Dit artikel laat zien hoe onzekerheden in de randvoorwaarden (bijvoorbeeld veranderend gebruikersgedrag) kunnen worden meegenomen in een gebouwoptimalisatie door middel van een robuustheidsindicator.
In het ontwerpproces bestaat een optimalisatieprobleem vaak uit het tegelijkertijd optimaliseren van meerdere gebouwprestatieindicatoren. Deze prestatieindicatoren kunnen echter met elkaar conflicteren. We willen dan bijvoorbeeld het energiegebruik verlagen, terwijl we ook het thermisch comfort willen verhoging. Het is daardoor onmogelijk om n ontwerpvariant aan te wijzen als de best presterende variant. Er zal een reeks varianten worden gevonden die een compromis vertonen tussen de conflicterende indicatoren. Dit wordt multiobjective optimization genoemd [1].De compromisvarianten zijn per definitie even goed en worden Paretooptimaal genoemd. Dit betekent dat een verbetering in n prestatieindicator altijd leidt tot een verslechtering van een andere prestatieindicator. Een ontwerpteam zal n variant moeten kiezen uit deze Paretooptimale varianten (Paretovarianten). Het team moet daartoe een afweging maken tussen het belang van de verschillende prestatieindicatoren: hoe belangrijk vinden wij thermisch comfort ten opzichte van energiegebruik? Deze afweging kan worden ondersteund door zogenaamde multicriteriaanalyses.In dit artikel laten we echter een methode zien die gebaseerd is op de robuustheid van de gebouwprestaties. Prestatierobuustheid wordt gedefinieerd als de mate waarin een gebouw veranderingen kan opvangen in omgevingsfactoren, bijvoorbeeld een veranderend klimaat of veranderend gedrag van de gebouwgebruikers. Om gebouwprestaties te waarborgen is het belangrijk hiermee rekening te houden tijdens het ontwerpproces. De voorgestelde beslissingsmethode rangschikt de Paretovarianten naar de mate van prestatierobuustheid. Het ontwerpteam kan nu kiezen voor de meest robuust presterende ontwerpvariant.
Auteur(s): Ir. P. (Pieter-Jan) Hoes,, dr.dipl.-ing. M. (Marija) Trcka, prof.dr.ir. J.L.M. (Jan) Hensen, ir. B. (Bauke) Hoekstra Bonnema; .Materials innovation institute (Mi), .Technische Universiteit Eindhoven, .Tata Steel Construction Centre