Diagrama energético: Investigación y aplicación de una herramienta de simulación del entorno eólico impulsada por el...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de la construcción Ciencia de la construcción
• Dinámica de fluidos por computación.
• Arquitectura sostenible La arquitectura sostenible es una arquitectura sostenible.

Sus antecedentes:

• El cambio climático requiere un diseño de edificios sostenible que se centre en la eficiencia energética y el confort térmico.
• Las primeras etapas de diseño son críticas para la optimización del entorno eólico, pero las herramientas actuales son inadecuadas.
• Existe una desconexión entre los flujos de trabajo de los diseñadores y las herramientas de simulación existentes debido a los diferentes paradigmas de pensamiento.

Objetivo del estudio:

• Para abordar las limitaciones de las herramientas de simulación actuales en las primeras fases de diseño arquitectónico.
• Proponer una nueva herramienta, "Diagrama de Energía", que integra el diseño arquitectónico con la simulación de rendimiento.
• Facilitar la optimización del entorno eólico para mejorar la eficiencia energética del edificio y el confort térmico.

Principales métodos:

• Análisis comparativo de software y encuesta de cuestionarios para comprender los flujos de trabajo de los diseñadores.
• Desarrollo de "Diagrama de Energía", una herramienta de caja gris que combina modelos de zonas 2D (método Lattice-Boltzmann) con redes neuronales profundas (DNNs).
• Validación de la herramienta contra experimentos en túneles de viento, mediciones de campo y simulaciones computacionales de dinámica de fluidos (CFD).

Principales resultados:

• El Diagrama de Energía demostró errores promedio promedio porcentual absoluto (MAPE) de 16.85% (vs. experimentos) y 10.45% (vs. simulaciones) para un caso de cubo.
• Para un caso de sala de lectura, el MAPE fue del 19,21% (contra las mediciones) y del 13,79% (contra las simulaciones).
• La integración visual de la herramienta, la transición geométrica y la colaboración hombre-máquina se verificaron en un estudio de arquitectura.

Conclusiones:

• Energy Diagram predice eficazmente los campos de viento mediante el acoplamiento de diagramas arquitectónicos con simulaciones numéricas.
• La herramienta democratiza la simulación de rendimiento, empoderando a los diseñadores en la arquitectura sostenible.
• Las herramientas centradas en el ser humano son cruciales para integrar el análisis de rendimiento al principio del proceso de diseño.