Optimizar el diseño de edificios rurales con un marco inteligente que integre BES ANN y MCDM

Área de la Ciencia:

• Ciencias de la construcción
• Arquitectura sostenible
• Diseño computacional

Sus antecedentes:

• Los edificios rurales se enfrentan a desafíos para equilibrar el consumo de energía, la comodidad térmica y los costos de construcción.
• Los métodos de optimización existentes a menudo luchan con espacios de diseño de alta dimensión, lo que lleva a una convergencia lenta y complejidad computacional.

Objetivo del estudio:

• Proponer y validar un nuevo marco de optimización del rendimiento de los edificios rurales.
• Integrar la simulación de energía del edificio (BES), las redes neuronales artificiales (ANN) y la toma de decisiones de múltiples criterios (MCDM) para la optimización de múltiples objetivos.
• Mejorar la precisión de las predicciones y la eficiencia en el diseño de estructuras rurales energéticamente eficientes.

Principales métodos:

• El marco integra DesignBuilder y JePlus para simulaciones por lotes, utilizando el método Morris para el análisis de sensibilidad.
• Se desarrolló un modelo de red neuronal artificial (ANN) en MATLAB para la predicción del rendimiento.
• El enfoque TOPSIS se empleó dentro del componente de toma de decisiones por múltiples criterios (MCDM) para seleccionar soluciones de diseño óptimas.

Principales resultados:

• El modelo optimizado demostró una reducción significativa en el consumo total de energía en un 61,64% y en las horas de incomodidad en un 32,04%.
• La optimización se logró con un costo de construcción adicional de ¥73,519.6, lo que indica una mejora de rendimiento bien equilibrada.
• El marco propuesto mostró una mayor precisión de predicción y eficiencia de optimización en comparación con los métodos convencionales.

Conclusiones:

• El marco BES-ANN-MCDM desarrollado ofrece un enfoque novedoso y eficaz para optimizar el diseño de edificios rurales.
• El estudio proporciona una vía replicable y una base teórica para el diseño de edificios rurales orientados al rendimiento y a la eficiencia energética.
• Los resultados ponen de relieve el potencial de mejoras sustanciales en la eficiencia energética y el confort térmico en las viviendas rurales.